专利名称：高耐磨、长寿命、高耐蚀、低成本的柱塞的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及机械工程中的轴向或径向柱塞泵，特别涉及这种柱塞泵中的一种柱塞结构。
背景技术：
柱塞是柱塞泵的核心部件，其结构和性能直接影响柱塞泵的品质。目前，国内柱塞泵的柱塞大都为整体金属结构或者是在整体金属结构的工作表面上镀有硬质合金层。这类形式的柱塞尽管结构简单、制造方便、成本低，但存在以下缺点1、柱塞的耐磨性差，易被工作介质中的杂质拉毛，从而磨损密封件，破坏密封副的密封性能，短期内就会造成工作介质泄漏以及机组工作压力下降等问题。2、金属表面与密封件接触摩擦系数较大，容易造成密封件的早期磨损，结果一方面对密封件提出了更高的要求，另一方面增加了机具的功耗。3、较难解决柱塞前部工作介质爬窜至柱塞后部驱动箱内的问题，因此容易导致驱动件因润滑条件恶化而损坏。4、由于镀层与柱塞母体为不同材质的金属材料，工作中存在电极腐蚀的问题，故不适应某些腐蚀性工作介质。
国外高档柱塞泵的柱塞大都为分体结构，柱塞前部与工作介质及密封件接触的部分均采用整体式(全介质)陶瓷管结构，而在驱动箱中工作的后部则采用金属柱塞。这种结构形式尽管能够较好的解决上述四项技术问题，但存在的不足是1、由于陶瓷材料性质较脆，若相关零件设计和装配不当，容易引起陶瓷管破碎或产生裂纹，从而造成机具故障。2、由于陶瓷材料以及加工成本远高于一般金属，致使这种形式的柱塞价格昂贵，国内用户很难接受。为此，本实用新型吸收上述两种柱塞的优点，从改进结构的角度出发，提出了一种耐磨性和耐蚀性好，寿命长且成本低的柱塞设计，以克服上述不足。
发明内容
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种高耐磨、长寿命、高耐蚀、低成本的柱塞，包括金属柱塞、柱塞管以及螺母，柱塞管穿套在金属柱塞前部的轴颈上，并通过螺母从前端紧固，以此构成分体式柱塞结构。所述柱塞管由管状金属母体和喷涂在母体外圆柱面上的陶瓷层所形成，以此构成复合柱塞管结构。
上述技术方案中的有关内容和变化解释如下1、上述方案中，为了避免喷涂层端部在受冲击时脱落，可以在管状金属母体两端外缘分别设有凸环结构，两凸环之间形成一段连续的环形凹槽，陶瓷层喷涂在环形凹槽中，并与两凸环端面结合形成整体圆柱面。
2、上述方案中，为了保证密封效果，在复合柱塞管的内缘与金属柱塞前部的轴颈之间设有“O”形密封圈。
3、上述方案中，为了有效阻隔爬窜出的工作介质，可以在金属柱塞前部的轴颈根部设有轴阶，复合柱塞管的一端通过垫片靠在轴阶的端面上。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点1、由于本实用新型复合柱塞管与工作介质以及密封件接触部分为陶瓷，其硬度高，耐磨性好，故而大幅度提高了柱塞的使用寿命。一般其工作寿命为镀硬质合金柱塞的10倍以上。
2、由于陶瓷与密封件的摩擦系数小，故可延长密封件的使用寿命，并可以降低密封件的技术要求，降低机具功耗。
3、由于陶瓷本身耐蚀性能优良，同时又属非金属材料，因此不存在电极腐蚀问题，而复合柱塞管的母体可根据不同的工作介质选用耐蚀性合适的金属，从而使本实用新型柱塞可适应各种腐蚀性工作介质。
4、由于本实用新型复合柱塞管的陶瓷用量以及陶瓷加工量仅分别为整体(全介质)陶瓷管的10％和40％左右，故前者成本可降至后者的30％以下。
5、由于本实用新型通过增设垫片来阻隔爬窜出的工作介质，所以可有效解决柱塞前部工作介质爬窜至柱塞后部驱动箱内的问题。
6、由于复合柱塞的管状母体为金属材料制成，故不存在脆性破坏问题。
附图1为本实用新型结构剖图；附图2为本实用新型主视图。
以上附图中1、螺母；2、“O”形密封圈；3、复合柱塞管；4、垫片；5、金属柱塞；6、陶瓷层；7、管状金属母体；8、凸环。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述
实施例参见附图1和图2所示，一种高耐磨、长寿命、高耐蚀、低成本的柱塞，由金属柱塞5、复合柱塞管3、螺母1、垫片4和“O”形密封圈2组成。金属柱塞5前部设有轴颈，复合柱塞管3穿套在轴颈上，复合柱塞管3的一端通过垫片4靠在金属柱塞5轴阶的端面上，另一端通过螺母1从前端紧固，以此构成分体式柱塞结构。所述复合柱塞管3由管状金属母体7和喷涂在母体外圆柱面上的陶瓷层6所形成，以此构成复合结构。为了避免喷涂陶瓷层6端部在受冲击时脱落，在管状金属母体7两端外缘分别设有凸环8结构，两凸环8之间形成一段连续的环形凹槽，陶瓷层6喷涂在环形凹槽中，并与两凸环8端面结合形成整体圆柱面。为了保证复合柱塞管3与金属柱塞5套接的密封效果，在复合柱塞管3的内缘与金属柱塞5前部的轴颈之间设有“O”形密封圈2。
本实施例中的复合柱塞管加工方法有两种第一种是先加工复合柱塞管母体毛坯(留有精加工余量)，再喷涂陶瓷，最后将复合柱塞管各部加工至要求的尺寸。第二种是先将复合柱塞管母体(除喷涂陶瓷部外)加工至要求的尺寸，然后喷涂陶瓷，最后将喷涂陶瓷部分加工至要求的尺寸。
权利要求1.一种高耐磨、长寿命、高耐蚀、低成本的柱塞，包括金属柱塞[5]、柱塞管以及螺母[1]，柱塞管穿套在金属柱塞[5]前部的轴颈上，并通过螺母[1]从前端紧固，以此构成分体式柱塞结构，其特征在于柱塞管由管状金属母体[7]和喷涂在母体外圆柱面上的陶瓷层[6]所形成，以此构成复合柱塞管[3]结构。
2.根据权利要求1所述的柱塞，其特征在于所述管状金属母体[7]两端外缘分别设有凸环[8]结构，两凸环[8]之间形成一段连续的环形凹槽，陶瓷层[6]喷涂在环形凹槽中，并与两凸环[8]端面结合形成整体圆柱面。
3.根据权利要求1所述的柱塞，其特征在于所述复合柱塞管[3]的内缘与金属柱塞[5]前部的轴颈之间设有“O”形密封圈[2]。
4.根据权利要求1所述的柱塞，其特征在于所述金属柱塞[5]前部的轴颈根部设有轴阶，复合柱塞管[3]的一端通过垫片[4]靠在轴阶的端面上。
专利摘要一种柱塞泵中的柱塞结构，包括金属柱塞[5]、柱塞管以及螺母[1]，柱塞管穿套在金属柱塞[5]前部的轴颈上，并通过螺母[1]从前端紧固，以此构成分体式柱塞结构，其特征在于柱塞管由管状金属母体[7]和喷涂在母体外圆柱面上的陶瓷层[6]所形成，以此构成复合柱塞管[3]结构。本实用新型特点是1.与现有镀硬质合金的柱塞相比其工作寿命为10倍以上；2.与整体陶瓷管柱塞相比成本可降至30％以下；3.可延长密封件的使用寿命，并降低密封件的技术要求；4.可降低机具功耗。
文档编号F04B53/14GK2628756SQ0220062
公开日2004年7月28日 申请日期2002年1月11日 优先权日2002年1月11日
发明者沈培 申请人:苏州黑猫(集团)有限公司