一种自润滑氧化锆陶瓷柱塞及其生产方法技术

本发明专利技术涉及一种自润滑氧化锆陶瓷柱塞及其生产方法，涉及柱塞加工技术领域，是由金属内芯、陶瓷套以及中间粘合层，所述中间粘合层是在金属内芯与陶瓷套之间涂覆胶合剂经固化后形成的；所述胶合剂材料配方百分比组成为MK硅树脂75％、刚玉粉6％、碳化硼粉5％、硅粉3％、SSP玻璃粉末6％以及镍粉5％。本发明专利技术对陶瓷柱塞的结构组成及金属内芯与陶瓷套之间使用的胶合剂作出创新选择，使得拥有较强的结构强度，使得胶合剂固化后在在金属内芯与陶瓷套之间形成的中间粘合层的结构组织更加致密，能够保证内外层结构的连接性，密封性提高，整个陶瓷柱塞的力学性能大幅度提升，在往复摩擦下不易产生裂缝，使用寿命得到相应的提高。使用寿命得到相应的提高。使用寿命得到相应的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种自润滑氧化锆陶瓷柱塞及其生产方法


[0001]本专利技术属于柱塞加工
，具体涉及一种自润滑氧化锆陶瓷柱塞及其生产方法。

技术介绍

[0002]柱塞泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合；
[0003]柱塞是柱塞泵的核心部件之一，它通过高压密封圈的配合，在泵中做往复运动，使水或液相介质形成高压流体。为了在泵内达到高压，柱塞必需与缸体内壁紧密配合，而且柱塞长期在高压下在缸体内做往复摩擦，要求构成柱塞的材料硬度高，韧性好。
[0004]以前的柱塞材料通常由耐磨金属制成，但在使用过程中，金属材料容易受到酸碱的腐蚀，致使金属柱塞的磨损和锈蚀，时间长后导致柱塞与腔体密封不严，会引起柱塞泵增压不足而效率降低。而且在某些行业内，磨损的金属碎屑会被液相介质携带，对介质产生污染，由于陶瓷材料具有高的强度和硬度，磨损小，且有自润滑性的特点，是制备柱塞的理想材料。而且陶瓷材料耐酸碱、耐磨擦，陶瓷柱塞泵可以在严苛的酸碱性介质中使用，不会产生反应。因此，陶瓷柱塞逐渐取代金属柱塞，并在化工、石油、食品、制药等行业中得到广泛的应用；
[0005]目前的陶瓷柱塞存在着强度较低、韧性较差、往复摩擦下易产生裂缝，同时自润滑程度低而容易导致密封不严、滑动不畅，导致柱塞泵的工作效率下降，为此，我们提出了一种自润滑氧化锆陶瓷柱塞及其生产方法。
专利技术内容
[0006]本专利技术的目的就在于为了解决上述问题而提供一种结构简单，设计合理的自润滑氧化锆陶瓷柱塞及其生产方法。
[0007]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：
[0008]一种自润滑氧化锆陶瓷柱塞，是由金属内芯、陶瓷套以及中间粘合层，所述金属内芯从陶瓷套的上端贯穿至陶瓷套的下端，所述中间粘合层是在金属内芯与陶瓷套之间涂覆胶合剂经固化后形成的；
[0009]所述胶合剂材料配方百分比组成为MK硅树脂75％、刚玉粉6％、碳化硼粉5％、硅粉3％、SSP玻璃粉末6％以及镍粉5％。
[0010]作为本专利技术的进一步优化方案，所述金属内芯包括伸入贯穿槽内的锥杆以及设于锥杆两端的上端柱和下端柱构成，所述陶瓷套包括内设有贯穿槽的陶瓷基体，所述陶瓷基体上下两端均开设有与贯穿槽相连通的内沉槽，所述金属内芯从陶瓷基体上端沿贯穿槽贯穿至陶瓷基体下端。
[0011]作为本专利技术的进一步优化方案，所述金属内芯上下端与陶瓷基体的连接处均设有
紧固件，所述紧固件包括设于上端柱外部的上端座以及设于下端柱底部的下端座，所述上端座与下端座分别对应插接在陶瓷基体上下两端的内沉槽内。
[0012]作为本专利技术的进一步优化方案，所述紧固件还包括周向均布于上端柱与锥杆的连接处以及下端柱与锥杆的连接处的多个弹性金属片，所述上端座与下端座的内侧壁设有与弹性金属片对应卡接的卡槽。
[0013]作为本专利技术的进一步优化方案，所述陶瓷基体位于贯穿槽处的壁厚大于其位于内沉槽处的壁厚。
[0014]作为本专利技术的进一步优化方案，所述陶瓷基体的外侧壁经喷丸处理形成微孔网层，且微孔网层外部经润滑剂涂覆形成润滑面。
[0015]一种如上述所述的自润滑氧化锆陶瓷柱塞的生产方法，包括以下步骤，
[0016]S1、按照胶合剂材料配方百分比组成，将一定量的MK树脂粉末加入异丙醇中，经加热磁力搅拌机以45℃恒温搅拌1h，得到MK树脂前驱体溶液，随后，按照配方百分比加入刚玉粉、碳化硼粉、硅粉和SSP玻璃粉末作为粘接组分，另外添加一定量的镍粉作为热膨胀剂，在真空室中磁力搅拌2h，最后掺入2wt％硅烷偶联剂，均匀分散后得到胶合剂，待用；
[0017]S2、使用喷枪将S1制得的胶合剂均匀喷涂在金属内芯的外表面，随后，先将陶瓷套套接在金属内芯上，保持两者内部间隙1.5mm，再将紧固件分别从陶瓷套上下两端插入后，将粘接件水平放置于烘箱内，施加2.5MPa的预压力，固化24h，得到陶瓷柱塞粗品；
[0018]S3、将S2得到的陶瓷柱塞粗品经后处理得到陶瓷柱塞成品。
[0019]作为本专利技术的进一步优化方案，还包括金属内芯及紧固件的前加工步骤，准备金属毛坯经粗车、热处理去除应力及机加工后，得到金属内芯及紧固件。
[0020]作为本专利技术的进一步优化方案，还包括陶瓷套的前加工步骤，将氧化锆陶瓷粉料与加工助剂经混合形成胚料，再将胚料置于模具中等静压成型，固化后脱模，得到胚体，随后，将胚体在常压和1450℃
‑
1600℃的条件下烧结，得到烧结体；再将烧结体在压力为100MPa
‑
150MPa、温度为1350℃
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1450℃的条件下热等静压烧结，热等静压烧结的保温时间为60min
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120min，最后经表面处理得到陶瓷套。
[0021]作为本专利技术的进一步优化方案，所述S3中，所述后处理包括钻中心孔、磨加工、精车、精磨抛光及成品检验工序。
[0022]本专利技术的有益效果在于：
[0023]1、本专利技术中，对胶合剂作出创新选择，胶合剂材料配方百分比组成为MK硅树脂75％、刚玉粉6％、碳化硼粉5％、硅粉3％、SSP玻璃粉末6％以及镍粉5％，其中，刚玉粉及碳化硼粉在升温过程中会产生自身体积的膨胀，补偿胶合剂在烧结过程中产生的体积收缩，能够有效提升胶合剂结构强度，硅粉的添加可提高结合剂的黏度，使得胶合剂固化后在在金属内芯与陶瓷套之间形成的中间粘合层的结构组织更加致密，另外，SSP玻璃粉末在升温过程中产生熔熔融液相，有助于胶合剂在金属内芯与陶瓷套之间渗入效果，低温凝固后可以提供较好的玻璃强度，使得整个陶瓷柱塞的力学性能大幅度提升。
[0024]2、本专利技术中，金属内芯与陶瓷基体连接结构的两端分别通过上端座与下端座紧固，另外配合陶瓷基体中部对金属内芯形成较强的中部支撑力，使得整个陶瓷柱塞拥有较强的结构强度，能够保证内外层结构的连接性，密封性提高，在往复摩擦下不易产生裂缝，使用寿命得到相应的提高。
[0025]3、本专利技术中，陶瓷基体的外侧壁经喷丸处理形成微孔网层，且微孔网层外部经润滑剂涂覆形成润滑面，使得陶瓷基体具有优异的表面光洁度，与柱塞泵腔体之间的密封性提高、自润滑性能提升，且往复滑动结构更加顺畅，保证柱塞泵的正常工作效率。
附图说明
[0026]图1为本专利技术提供的立体图；
[0027]图2为本专利技术提供的立剖图；
[0028]图3为本专利技术提供的金属内芯的主视图；
[0029]图4为本专利技术提供的图2中A部的结构示意图；
[0030]图5为本专利技术提供的陶瓷套的剖视图；
[0031]图中：1、金属内芯；11、锥杆；12、上端柱；13、下端柱；14、弹性金属片；2、陶瓷套；21、陶瓷基体；22、贯穿槽；23、微孔网层；24、润滑面；25、内沉槽；3、上端座；4、下端座；5、卡槽。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自润滑氧化锆陶瓷柱塞，是由金属内芯(1)、陶瓷套(2)以及中间粘合层，其特征在于：所述金属内芯(1)从陶瓷套(2)的上端贯穿至陶瓷套(2)的下端，所述中间粘合层是在金属内芯(1)与陶瓷套(2)之间涂覆胶合剂经固化后形成的；所述胶合剂材料配方百分比组成为MK硅树脂75％、刚玉粉6％、碳化硼粉5％、硅粉3％、SSP玻璃粉末6％以及镍粉5％。2.根据权利要求1所述的一种自润滑氧化锆陶瓷柱塞，其特征在于：所述金属内芯(1)包括伸入贯穿槽(22)内的锥杆(11)以及设于锥杆(11)两端的上端柱(12)和下端柱(13)构成，所述陶瓷套(2)包括内设有贯穿槽(22)的陶瓷基体(21)，所述陶瓷基体(21)上下两端均开设有与贯穿槽(22)相连通的内沉槽(25)，所述金属内芯(1)从陶瓷基体(21)上端沿贯穿槽(22)贯穿至陶瓷基体(21)下端。3.根据权利要求2所述的一种自润滑氧化锆陶瓷柱塞，其特征在于：所述金属内芯(1)上下端与陶瓷基体(21)的连接处均设有紧固件，所述紧固件包括设于上端柱(12)外部的上端座(3)以及设于下端柱(13)底部的下端座(4)，所述上端座(3)与下端座(4)分别对应插接在陶瓷基体(21)上下两端的内沉槽(25)内。4.根据权利要求3所述的一种自润滑氧化锆陶瓷柱塞，其特征在于：所述紧固件还包括周向均布于上端柱(12)与锥杆(11)的连接处以及下端柱(13)与锥杆(11)的连接处的多个弹性金属片(14)，所述上端座(3)与下端座(4)的内侧壁设有与弹性金属片(14)对应卡接的卡槽(5)。5.根据权利要求2所述的一种自润滑氧化锆陶瓷柱塞，其特征在于：所述陶瓷基体(21)位于贯穿槽(22)处的壁厚大于其位于内沉槽(25)处的壁厚。6.根据权利要求1所述的一种自润滑氧化锆陶瓷柱塞，其特征在于：所述陶瓷基体(21)的外侧壁经喷丸处理形成微孔网层(23)，且微孔网层(23)外部经润滑剂涂覆形成润滑面(24)。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐艳，
申请(专利权)人：合肥精创科技有限公司，
类型：发明
国别省市：