本发明涉及金属液压元件壳体的处理方法,具体涉及一种金属液压元件壳体的陶瓷化方法。
背景技术:
市场对液压元件耐压的要求越来越高,为了使高压液压元件在使用过程中能稳定工作,这就要求液压元件的壳体强度能满足长期的高压输出而不产生变形,常规金属壳体不能满足长期高压力下的使用。增加壳体强度,原来也只是增加材料的牌号来试验,从最初的浇铸铝壳体逐步演变为挤压型材,同时提高牌号来增加壳体的强度。从最初的浇铸ht150逐步提高到ht300,或者是qt400等强度更好的材料,虽然起到一定的效果,但产品成本会大大提高,不能满足市场的需求。经过将壳体陶瓷化后,试验后效果远好于材料牌号增加。而且产品成本大大降低。
现有的金属表面陶瓷化技术主要有:热熔喷涂法、油基介质法等。油基介质法需先将工件进行超声波清洗。需要建立由泵、直动式溢流阀、节流阀、油箱、陶瓷化处理容器、恒温槽、温度计、流量计、压力计组成的的液压系统,将制备好的油基纳米陶瓷介质作为此液压系统的工作介质,将已清洗的工件置入陶瓷化处理容器中,运行此液压系统,通过调节节流阀和溢流阀,调定陶瓷化处理容器的工作压力、流量,控制陶瓷化处理容器的温度,让液压系统连续工作10h,进而完成了金属表面陶瓷化。热熔喷涂法需要通过高昂的发热设备形成火焰、电弧或等离子体等热源,将喷涂材料加热至熔化并加速形成高速熔滴,喷向基体,形成涂层。只能对一些结构简单工的件表面进行喷涂。不适合对复杂工件进行表面陶瓷化处理,还会产生热变形、膜体剥落等。
这些方法的均存在缺点,不适合于自动化生产线,无法集成在机械加工生产线的某一工序,设备投资大,对员工技能的依赖性强,作业环境差、一定的污染、喷涂材料利用率低,喷涂成本高,有前处理环节和后整理工序。
技术实现要素:
发明目的:本发明的目的是提供一种金属液压元件壳体的陶瓷化方法,解决现有方法喷涂材料利用率低,污染环境,人工依赖性强,无法融入自动化生产线的问题。
技术方案:本发明所述的金属液压元件壳体的陶瓷化方法,包括以下步骤:
(1)将纳米陶瓷粉和粘合剂混合搅拌,形成陶瓷泥,将陶瓷泥包裹在铜线外面做成方块,露出接线鼻,得到纳米陶瓷电极;
(2)在绝缘容器里放入绝缘油,然后将纳米陶瓷电极和金属液压元件壳体浸没在绝缘油中,接通双脉冲电源,电极进行放电,电极陶瓷材料逐渐向金属液压元件壳体呈浪泳式推移,进行渗透融合,形成陶瓷镀层,即完成陶瓷化。
所述步骤(1)中纳米陶瓷粉和粘合剂的混合比例是9-12:1搅拌30-60分钟。
搅拌温度为10-15℃,搅拌速度为60-120r/min。
所述步骤(1)中纳米陶瓷粉的制备过程为:将粒度为1~50nm的sio2、al2o3、zro2、sic、si3n4超细纳米粉末,按照42-34:29-20:14-21:9-14:6-15的比例,在10-15℃的环境下进行搅拌,搅拌速度150-300r/min,搅拌时间2.5-3.5小时。
所述步骤(1)中粘合剂的制备过程为:将双组分导电粘合剂和稳定剂油酸钠按照66.5-56.5:33.5-43.5的比例在10-15℃的环境下进行搅拌,搅拌速度150-300r/min,搅拌时间30-60分钟,再将搅拌好的粘合液按9-12:1的比例加入纳米稀土稳定剂,再搅拌30-60分钟。
所述步骤(2)中采用输出电压0-18v、输出电流0-500a和输出脉冲频率30khz的双脉冲电源。
有益效果:本发明减少设备投资,降低对员工技能的依赖,改善作业环境、减少环境污染、提高喷涂材料利用率低,降低喷涂成本,使陶瓷化工序能够融入自动化生产线,可集成在机械加工生产线的某一工序上,对工件的形状没有要求,陶瓷化无死角,提高了金属液压元件壳的强度和耐腐蚀性。
附图说明
图1是陶瓷化的金属液压元件壳体的结构示意图;
图2是铜接线体结构示意图;
图3是纳米陶瓷电极的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
采用本发明对金属液压元件壳体进行陶瓷化,陶瓷化后如图1所示,
金属液压元件壳体的陶瓷化方法包括以下步骤:
(1)制备纳米陶瓷电极
配制纳米陶瓷粉:将粒度为1~50nm的sio2、al2o3、zro2、sic、si3n4超细纳米粉末,按照42:29:14:9:6的比例,在10-15摄氏度的环境下进行搅拌,搅拌速度150-300r/min,搅拌时间3.5小时。
配制成粘合剂:将双组分导电环氧粘合剂和稳定剂油酸钠按照56.5:43.5的比例在10-15摄氏度的环境下进行搅拌,搅拌速度150-300r/min,搅拌时间30分钟。再将搅拌好的粘合液按照12:1的比例加入纳米稀土稳定剂,再搅拌30分钟。
将纳米陶瓷粉和粘合剂按照76:24的比例在10-15摄氏度的环境下进行搅拌,搅拌速度60-120r/min,搅拌时间30分钟,混合成为陶瓷泥。
将铜材料加工成图2的形状,作为铜接线体。
将陶瓷泥包裹在铜接线体外面做成大小适中的方块,压紧压实,露出铜接线鼻,就做成了陶瓷电极,如图3所示。
做好的纳米陶瓷电极在15摄氏度以上的环境下固化24以上就可使用。15摄氏度以下的环境下固化36以上方可使用。固化好的陶瓷电极包装好,可以在常温下放置,随用随取。
(2)金属壳体表面陶瓷化
根据金属壳体的大小选好适中的绝缘容器,加入sh0040-91绝缘油,要完全淹没金属壳体。
选用双脉冲电源,要求:输出电压0-18v、输出电流0-500a、输出脉冲频率30khz。将做好的纳米陶瓷电极和金属壳体放入加满sh0040-91绝缘油的容器内,接通脉冲电源,当电极达到20khz脉冲频率进行放电时,电极陶瓷材料逐渐向金属液压元件壳体呈浪泳式推移,进行渗透融合,形成厚度一定的光整的陶瓷涂层。双脉冲电源电源工作时,其反向脉冲的阳极化溶解,使阴极表面金属离子浓度迅速回升,有利于随后的阴极周期使用高的脉冲电流密度,因而陶瓷层致密、光亮、孔隙率低,其反向脉冲的阳极剥离能力,使陶瓷膜中机杂质的夹附大大减少,因而陶瓷层纯度高,抗变色能力强。设定好脉冲电源的电压和电流后,陶瓷膜层厚度根据脉冲时间和脉冲频率而调节。