一种高耐磨套筒的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种回转体零件，具体涉及一种用于支承或导向的高耐磨套筒，属于机械技术领域。
【背景技术】
[0002]套筒是一种回转体零件中的空心筒状构件，是机械装备中常见的一类零件，在各类机器中应用很广，主要起支承或导向作用。常见的套筒类零件有支承回转轴的各种形式的轴承圈或轴套、钻夹具上引导钻头的钻套、模具模座上与导柱配合一起用以定位和导向的导套、内燃机上的气缸套、液压系统中的液压缸、电液伺服阀的阀套等等。套筒的外圆表面多以过盈或过渡配合与机架、模座或箱体的安装孔相配合，起固定作用；请参阅图1，套筒01的内部为容纳内插件02穿过的内孔，内插件02通常为运动轴、导柱、主轴、活塞、滑阀等，内孔的形状和表面与内插件相配合，主要起导向作用或支承作用。
[0003]由于内插件与套筒内孔之间通常存在相对移动，因此它们的表面会产生摩擦并导致磨损，从而大大缩短套筒的使用寿命。为了提高套筒的使用寿命就要提高套筒内孔表面的耐磨性，现在提高零件表面耐磨性的方法有很多:诸如淬火的热处理，诸如喷砂的机械处理，诸如渗氮的化学处理等等。然而这些处理方法各自都存在着它们的缺陷，例如淬火不太适用有色金属基体，喷砂会降低基体表面的光洁度，化学处理难于得到兼具高硬度、高弹性模量、优良的抗高温氧化和耐腐蚀的高耐磨表面。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高耐磨套筒，其通过化学复合镀工艺获得高硬度、高弹性模量和优异抗高温氧化性能的内孔表面，从而改善套筒的耐磨性和减摩性，延长使用寿命。
[0005]本实用新型通过如下技术方案来实现上述目的:
[0006]一种高耐磨套筒，具有容纳内插件穿过的内孔，其特征在于:所述内孔的表面设有CrAlN/Si02纳米多层涂层，该CrAlN/Si02纳米多层涂层由多个CrAlN层和S1Jl—一交替叠加而成。
[0007]进一步地，所述的CrAlN/Si02纳米多层涂层的总厚度为2.2-3.5 μπι，每一 CrAlN层厚度为5nm，每一 S1jl厚度为0.5-1.5nm。
[0008]进一步地，所述的CrAlN/Si02m米多层涂层是采用反应溅射法在所述高耐磨套筒的基体上交替溅镀而形成的。
[0009]进一步地，所述的高耐磨套筒的内孔的端部设有倒角部。
[0010]进一步地，所述的高耐磨套筒的全部表面均设有CrAlN/Si02m米多层涂层。
[0011]进一步地，所述的高耐磨套筒的形状为圆筒。
[0012]本实用新型采用反应溅射法在基体上交替溅镀多个CrAlN层和S1jl，在套筒的表面形成纳米量级CrAlN/Si02#层涂层，经检测，该表面涂层光滑致密，不但具有高于30GPa的硬度和高于350GPa的弹性模量，而且还具有优良的抗高温氧化能力和耐腐蚀能力，大大改善了套筒主体的耐磨性、耐腐蚀性和减摩性，从而延长了 2?3倍的使用寿命。
【附图说明】
[0013]图1是套筒和内插件的结构示意图。
[0014]图2是本实用新型的结构图。
[0015]图3是图2的A部放大图。
【具体实施方式】
[0016]以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。下列实施例中未注明具体条件的方法，通常按照常规条件或厂商提供的条件进行。
[0017]实施例
[0018]请参阅图2，图示高耐磨套筒为圆筒形状，具有容纳内插件02穿过的内孔，该内孔的端部设有倒角部11。该内插件02通常为运动轴、导柱、主轴、活塞或滑阀。
[0019]所述内孔的表面设有CrAlN/Si02纳米多层涂层3，该CrAlN/S1 2纳米多层涂层3由多个CrAlN层和S1Jl—一交替叠加而成；请参阅图3，所述的CrAlN/S1 2纳米多层涂层3的总厚度为2.2-3.5 μ m，每一 CrAlN层厚度为5nm，每一 S1jl厚度为0.5-1.5nm。
[0020]根据实际工况的需要，所述的高耐磨套筒不仅仅可以在其内孔中设置CrAlN/Si02纳米多层涂层3，而且可以在其基体I的全部表面上均设置CrAlN/Si02纳米多层涂层3。
[0021]所述的CrAlN/Si02纳米多层涂层3是采用反应溅射法在所述高耐磨套筒的基体I上交替溅镀而形成的。请参阅图3，首先将高耐磨套筒的基体I作表面抛光处理，经超声波清洗和离子清洗后，再采用反应溅射法在该基体上交替溅镀CrAlN/Si02#层涂层材料。其制备过程具有工艺简单、沉积速度快、生产效率高、能耗低、成本低、结合强度高、对设备要求较低、无任何有害成份、安全环保等优点。
[0022]以上是本实用新型的一个最佳的实施例，描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。应该了解的是，本实用新型的保护范围不受上述实施例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型的保护范围还包括其它的对于本领域技术人员来讲是显而易见的变换、替代和改进。本实用新型所要求的保护范围由权利要求书界定。
[0023]本实用新型所述高耐磨套筒的表面涂层具有高硬度和高弹性模量，因而大大改善了其本身的摩擦磨损性能，所述高耐磨套筒具有优异的耐磨性、耐腐蚀性、减摩性和抗高温氧化性能，能够用作为各种形式的轴承圈、轴套、钻套、导套、气缸套、液压缸体和阀套等。
【主权项】
1.一种高耐磨套筒，具有容纳内插件穿过的内孔，其特征在于:所述内孔的表面设有CrAlN/Si02纳米多层涂层，该CrAlN/Si02纳米多层涂层由多个CrAlN层和S1Jl—一交替叠加而成。
2.根据权利要求1所述的高耐磨套筒，其特征在于:所述的CrAlN/Si02纳米多层涂层的总厚度为2.2-3.5μηι，每一 CrAlN层厚度为5nm，每一 3;102层厚度为0.5-1.5nm。
3.根据权利要求2所述的高耐磨套筒，其特征在于:所述的CrAlN/Si02纳米多层涂层是采用反应溅射法在所述高耐磨套筒的基体上交替溅镀而形成的。
4.根据权利要求1或2所述的高耐磨套筒，其特征在于:所述的高耐磨套筒的内孔的端部设有倒角部。
5.根据权利要求1所述的高耐磨套筒，其特征在于:所述的高耐磨套筒的全部表面均设有CrAlN/Si02m米多层涂层。
6.根据权利要求1所述的高耐磨套筒，其特征在于:所述的高耐磨套筒的形状为圆筒。
【专利摘要】一种高耐磨套筒，具有容纳内插件穿过的内孔，该内孔的表面设有CrAlN/SiO2纳米多层涂层，该CrAlN/SiO2纳米多层涂层由多个CrAlN层和SiO2层一一交替叠加而成；所述CrAlN/SiO2纳米多层涂层是采用反应溅射法在所述高耐磨套筒的基体上交替溅镀而形成的，其总厚度为2.2-3.5μm，每一CrAlN层厚度为5nm，每一SiO2层厚度为0.5-1.5nm。本实用新型具有优异的耐磨性、耐腐蚀性、减摩性和抗高温氧化性能，能够用作为各种形式的轴承圈、轴套、钻套、导套、气缸套、液压缸体和阀套等。
【IPC分类】F16C33-12, F16C33-04
【公开号】CN204300130
【申请号】CN201420745342
【发明人】汪鸿涛, 郑伟, 李伟
【申请人】比尔安达(上海)润滑材料有限公司, 平湖比尔安达新材料科技有限公司, 上海理工大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月2日