空心支柱的制作方法

本发明属于机械技术领域，特别涉及一种空心支柱。

背景技术：

空心支柱主要用于汽车车门转向机构上，其主要由柱体和设在柱体上的连接柱，柱体与车体相连，连接柱与车门相连，由柱体转动来实现车门开启时的转动角度，柱体在长时间的工作下，其表面易磨损，使用寿命短。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单、使用寿命长的空心支柱。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种空心支柱，其特征在于，包括呈圆柱状的柱体，在柱体上开设有轴向贯穿柱体的通孔，在柱体上端开设有径向贯穿柱体的穿孔且穿孔与通孔相连通，在穿孔内穿设有连接柱，在连接柱上开设有轴向贯穿连接柱的安装孔，且在连接柱的两端外侧壁上均开设有环形凹槽，柱体表面镀有5-20μm镀锌层，在柱体下端外壁上开设有周向设置的弧形槽及轴向设置的导槽，所述弧形槽与导槽相联通，在柱体下端端部轴向向下延伸形成有两对称设置的支脚；所述的柱体由合金钢制得，所述的合金钢由以下重量百分比的成分组成：C：0.08-0.15％，Si：0.5-0.8％，N：0.2-0.3％，Mn：0.35-0.85％，P：0.005-0.025％，S：0.005-0.025％，Cr：1.2-1.5％，Cu：0.05-0.1％，Ti：0.15-0.25％，Nb：0.2-0.3％，Mo：0.20-0.25％，Al：0.05-0.20％，B：0.20-0.30％，余量为Fe。

在本发明柱体的原料添加了硼(B)、钛(Ti)、铝(Al)、铌(Nb)，用以细化晶粒，经不断试验发现，硼(B)、钛(Ti)、铝(Al)、铌(Nb)四种元素一起添加时产生的协同作用，可以进一步大幅度提高柱体的冲击韧性、强度、耐磨性及耐腐蚀性。其中本发明柱体中适量的添加Nb和Ti元素，在保证形成铁素体的同时，提高固溶强化和析出强化效果，同时通过添加Mo元素并控制其含量，在保证韧性的同时，微量的Mo可以加强Fe表面氧化膜的稳定性，提高点蚀电位，增强材质在腐蚀介质中，尤其是在有卤素的环境中的耐腐蚀能力。Mo元素添加量不当，含量过大或者过小都会阻碍铁素体的形成，降低材料的力学性能，因此必须对Mo元素的含量进行精确的控制。合金钢在使用中会遇到C和N与Cr的化合物在晶界的表面析出，导致晶界薄弱，不但会降低腐蚀性能，还会降低力学性能，通过添加Nb和Ti，形成Ti(CN)的析出相，而且由于Nb和Ti的加入在晶粒和晶界上形成了TiN、NbC和Fe₂Nb析出相，这种析出相相对强度高，同时由于固溶强化和析出强化的共同效果会提高材料的抗拉强度和硬度，由于减少了碳氮化铬的析出，还会增强抗腐蚀效果。在本发明柱体中，适量的P、Cu、Si有助于提高柱体的综合性能。

作为优选，所述柱体通过如下方法制得：

S1、锻造成型：将上述化学成分的合金钢原料锻造成型得柱体坯件，并依次进行车削、铣槽、搓丝得柱体半成品；

S2、热处理：将柱体半成品在480-500℃保温50-80min，升温至940-980℃保温20-40min，快速降温至540-560℃保温70-100min，加热至880-900℃保温40-80min，然后冷却至室温；

S3、电镀处理：将上述经过热处理后的柱体半成品经过前处理后在pH值为2.0-4.5及60～80℃下载电镀液中电镀处理15-25min，制得柱体成品，其中电镀处理的电流密度为14-20A/dm²。

本发明中的柱体通过热处理及电镀处理，在柱体表面形成耐磨、耐腐蚀的镀层，进一步提高柱体的性能和寿命，进而提高环保垃圾处理器的性能和使用寿命。

进一步优选，步骤S3中所说的前处理为酸洗、水洗、活化等常规处理。

进一步优选，电镀液为浓度200-250g/l的ZnSO₄、60-80g/L的焦磷酸钠、5-7g/L的碳酸钠的混合溶液。

进一步优选，阴极电流密度3-15A/dm²，施镀时间45-60min。

与现有技术相比，本发明实用性通过在柱体表面镀有镀锌层，起到耐磨作用，保证了柱体表面不会出现磨损现象，延长其使用寿命；弧形槽和导槽起到可以存储润滑油脂的作用，保证了柱体转动时的顺畅性，并且还能延长其使用寿命，同时支脚不仅起到支撑定位作用，便于本空心支柱安装于车体上，而且两对称设置的支脚与车体上的安装槽配合，起到限定柱体的转动角度的作用。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的剖视结构示意图。

图中，1、柱体；11、通孔；12、穿孔；13、弧形槽；14、导槽；15、支脚；2、连接柱；21、安装孔；22、环形凹槽；3、镀锌层。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1和图2所示，本空心支柱包括呈圆柱状的柱体1，在柱体1上开设有轴向贯穿柱体1的通孔11，在柱体1上端开设有径向贯穿柱体1的穿孔12且穿孔12与通孔11相连通，在穿孔12内穿设有连接柱2，在连接柱2上开设有轴向贯穿连接柱2的安装孔21，且在连接柱2的两端外侧壁上均开设有环形凹槽22，柱体1表面镀有5-20μm镀锌层23，在柱体1下端外壁上开设有周向设置的弧形槽13及轴向设置的导槽14，所述弧形槽13与导槽14相联通，在柱体1下端端部轴向向下延伸形成有两对称设置的支脚15。

通过在柱体1表面镀有镀锌层23，起到耐磨作用，保证了柱体1表面不会出现磨损现象，延长其使用寿命；弧形槽13和导槽14起到可以存储润滑油脂的作用，保证了柱体1转动时的顺畅性，并且还能延长其使用寿命，同时支脚15不仅起到支撑定位作用，便于本空心支柱安装于车体上，而且两对称设置的支脚15与车体上的安装槽配合，起到限定柱体的转动角度的作用。

实施例1

所述的柱体由合金钢制得，柱体表面镀有10μm镀锌层，所述的合金钢由以下重量百分比的成分组成：C：0.12％，Si：0.65％，N：0.26％，Mn：0.55％，P：0.016％，S：0.015％，Cr：1.36％，Cu：0.08％，Ti：0.19％，Nb：0.25％，Mo：0.22％，Al：0.12％，B：0.24％，余量为Fe。

柱体通过如下方法制得：

S1、锻造成型：将上述化学成分的合金钢原料锻造成型得柱体坯件，并依次进行车削、铣槽、搓丝得柱体半成品；

S2、热处理：将柱体半成品在490℃保温60min，升温至950℃保温32min，快速降温至545℃保温90min，加热至890℃保温70min，然后冷却至室温；

S3、电镀处理：将上述经过热处理后的柱体半成品经过酸洗、水洗、活化等常规处理后在pH值为3.2及70℃下载电镀液中电镀处理18min，制得柱体成品，电镀处理的电流密度为18A/dm²；电镀液为浓度220g/l的ZnSO₄、70g/L的焦磷酸钠、6g/L的碳酸钠的混合溶液；阴极电流密度10A/dm²，施镀时间52min。经测试得，本实施例柱体的硬度为586HV，屈服强度为317MPa，耐腐蚀性能强。

实施例2

所述的柱体由合金钢制得，柱体表面镀有20μm镀锌层，所述的合金钢由以下重量百分比的成分组成：C：0.15％，Si：0.5％，N：0.3％，Mn：0.35％，P：0.025％，S：0.005％，Cr：1.5％，Cu：0.05％，Ti：0.25％，Nb：0.2％，Mo：0.25％，Al：0.05％，B：0.30％，余量为Fe。

柱体通过如下方法制得：

S1、锻造成型：将上述化学成分的合金钢原料锻造成型得柱体坯件，并依次进行车削、铣槽、搓丝得柱体半成品；

S2、热处理：将柱体半成品在480℃保温80min，升温至940℃保温40min，快速降温至540℃保温100min，加热至880℃保温80min，然后冷却至室温；

S3、电镀处理：将上述经过热处理后的柱体半成品经过酸洗、水洗、活化等常规处理后在pH值为2.0及60℃下载电镀液中电镀处理25min，制得柱体成品，电镀处理的电流密度为14A/dm²；电镀液为浓度250g/l的ZnSO₄、80g/L的焦磷酸钠、7g/L的碳酸钠的混合溶液；阴极电流密度3A/dm²，施镀时间60min。经测试得，本实施例柱体的硬度为576HV，屈服强度为309MPa。

实施例3

所述的柱体由合金钢制得，柱体表面镀有5μm镀锌层，所述的合金钢由以下重量百分比的成分组成：C：0.08，Si：0.8％，N：0.2％，Mn：0.85％，P：0.005％，S：0.025％，Cr：1.2％，Cu：0.1％，Ti：0.15％，Nb：0.3％，Mo：0.20％，Al：0.20％，B：0.20％，余量为Fe。

柱体通过如下方法制得：

S1、锻造成型：将上述化学成分的合金钢原料锻造成型得柱体坯件，并依次进行车削、铣槽、搓丝得柱体半成品；

S2、热处理：将柱体半成品在500℃保温50min，升温至980℃保温20min，快速降温至560℃保温70min，加热至900℃保温40min，然后冷却至室温；

S3、电镀处理：将上述经过热处理后的柱体半成品经过酸洗、水洗、活化等常规处理后在pH值为4.5及80℃下载电镀液中电镀处理15min，制得柱体成品，电镀处理的电流密度为20A/dm²；电镀液为浓度200g/l的ZnSO₄、60g/L的焦磷酸钠、5g/L的碳酸钠的混合溶液；阴极电流密度15A/dm²，施镀时间45min。经测试得，本实施例柱体的硬度为565HV，屈服强度为318MPa，耐腐蚀性能强。

对比例1

现有技术中普通常见的柱体。经测试得，本对比例柱体的硬度为412HV，屈服强度为208MPa。

对比例2

采用实施例1所述的合金钢经过如实施例1所述的锻造成型及热处理制得，与实施例1的区别仅在于表面没有镀层。经测试得，本对比例柱体的硬度为448HV，屈服强度为256MPa。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。