一種高耐磨套筒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種回轉(zhuǎn)體零件，具體涉及一種用于支承或?qū)虻母吣湍ヌ淄?，屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]套筒是一種回轉(zhuǎn)體零件中的空心筒狀構(gòu)件，是機(jī)械裝備中常見的一類零件，在各類機(jī)器中應(yīng)用很廣，主要起支承或?qū)蜃饔?。常見的套筒類零件有支承回轉(zhuǎn)軸的各種形式的軸承圈或軸套、鉆夾具上引導(dǎo)鉆頭的鉆套、模具模座上與導(dǎo)柱配合一起用以定位和導(dǎo)向的導(dǎo)套、內(nèi)燃機(jī)上的氣缸套、液壓系統(tǒng)中的液壓缸、電液伺服閥的閥套等等。套筒的外圓表面多以過盈或過渡配合與機(jī)架、模座或箱體的安裝孔相配合，起固定作用；請參閱圖1，套筒01的內(nèi)部為容納內(nèi)插件02穿過的內(nèi)孔，內(nèi)插件02通常為運(yùn)動(dòng)軸、導(dǎo)柱、主軸、活塞、滑閥等，內(nèi)孔的形狀和表面與內(nèi)插件相配合，主要起導(dǎo)向作用或支承作用。
[0003]由于內(nèi)插件與套筒內(nèi)孔之間通常存在相對移動(dòng)，因此它們的表面會產(chǎn)生摩擦并導(dǎo)致磨損，從而大大縮短套筒的使用壽命。為了提高套筒的使用壽命就要提高套筒內(nèi)孔表面的耐磨性，現(xiàn)在提高零件表面耐磨性的方法有很多:諸如淬火的熱處理，諸如噴砂的機(jī)械處理，諸如滲氮的化學(xué)處理等等。然而這些處理方法各自都存在著它們的缺陷，例如淬火不太適用有色金屬基體，噴砂會降低基體表面的光潔度，化學(xué)處理難于得到兼具高硬度、高彈性模量、優(yōu)良的抗高溫氧化和耐腐蝕的高耐磨表面。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高耐磨套筒，其通過化學(xué)復(fù)合鍍工藝獲得高硬度、高彈性模量和優(yōu)異抗高溫氧化性能的內(nèi)孔表面，從而改善套筒的耐磨性和減摩性，延長使用壽命。
[0005]本實(shí)用新型通過如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0006]一種高耐磨套筒，具有容納內(nèi)插件穿過的內(nèi)孔，其特征在于:所述內(nèi)孔的表面設(shè)有CrAlN/Si02納米多層涂層，該CrAlN/Si02納米多層涂層由多個(gè)CrAlN層和S1Jl—一交替疊加而成。
[0007]進(jìn)一步地，所述的CrAlN/Si02納米多層涂層的總厚度為2.2-3.5 μπι，每一 CrAlN層厚度為5nm，每一 S1jl厚度為0.5-1.5nm。
[0008]進(jìn)一步地，所述的CrAlN/Si02m米多層涂層是采用反應(yīng)濺射法在所述高耐磨套筒的基體上交替濺鍍而形成的。
[0009]進(jìn)一步地，所述的高耐磨套筒的內(nèi)孔的端部設(shè)有倒角部。
[0010]進(jìn)一步地，所述的高耐磨套筒的全部表面均設(shè)有CrAlN/Si02m米多層涂層。
[0011]進(jìn)一步地，所述的高耐磨套筒的形狀為圓筒。
[0012]本實(shí)用新型采用反應(yīng)濺射法在基體上交替濺鍍多個(gè)CrAlN層和S1jl，在套筒的表面形成納米量級CrAlN/Si02#層涂層，經(jīng)檢測，該表面涂層光滑致密，不但具有高于30GPa的硬度和高于350GPa的彈性模量，而且還具有優(yōu)良的抗高溫氧化能力和耐腐蝕能力，大大改善了套筒主體的耐磨性、耐腐蝕性和減摩性，從而延長了 2?3倍的使用壽命。
【附圖說明】
[0013]圖1是套筒和內(nèi)插件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)圖。
[0015]圖3是圖2的A部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，以下實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型而非用于限定本實(shí)用新型的范圍。下列實(shí)施例中未注明具體條件的方法，通常按照常規(guī)條件或廠商提供的條件進(jìn)行。
[0017]實(shí)施例
[0018]請參閱圖2，圖示高耐磨套筒為圓筒形狀，具有容納內(nèi)插件02穿過的內(nèi)孔，該內(nèi)孔的端部設(shè)有倒角部11。該內(nèi)插件02通常為運(yùn)動(dòng)軸、導(dǎo)柱、主軸、活塞或滑閥。
[0019]所述內(nèi)孔的表面設(shè)有CrAlN/Si02納米多層涂層3，該CrAlN/S1 2納米多層涂層3由多個(gè)CrAlN層和S1Jl—一交替疊加而成；請參閱圖3，所述的CrAlN/S1 2納米多層涂層3的總厚度為2.2-3.5 μ m，每一 CrAlN層厚度為5nm，每一 S1jl厚度為0.5-1.5nm。
[0020]根據(jù)實(shí)際工況的需要，所述的高耐磨套筒不僅僅可以在其內(nèi)孔中設(shè)置CrAlN/Si02納米多層涂層3，而且可以在其基體I的全部表面上均設(shè)置CrAlN/Si02納米多層涂層3。
[0021]所述的CrAlN/Si02納米多層涂層3是采用反應(yīng)濺射法在所述高耐磨套筒的基體I上交替濺鍍而形成的。請參閱圖3，首先將高耐磨套筒的基體I作表面拋光處理，經(jīng)超聲波清洗和離子清洗后，再采用反應(yīng)濺射法在該基體上交替濺鍍CrAlN/Si02#層涂層材料。其制備過程具有工藝簡單、沉積速度快、生產(chǎn)效率高、能耗低、成本低、結(jié)合強(qiáng)度高、對設(shè)備要求較低、無任何有害成份、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
[0022]以上是本實(shí)用新型的一個(gè)最佳的實(shí)施例，描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)該了解的是，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不受上述實(shí)施例的限制，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍還包括其它的對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是顯而易見的變換、替代和改進(jìn)。本實(shí)用新型所要求的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書界定。
[0023]本實(shí)用新型所述高耐磨套筒的表面涂層具有高硬度和高彈性模量，因而大大改善了其本身的摩擦磨損性能，所述高耐磨套筒具有優(yōu)異的耐磨性、耐腐蝕性、減摩性和抗高溫氧化性能，能夠用作為各種形式的軸承圈、軸套、鉆套、導(dǎo)套、氣缸套、液壓缸體和閥套等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高耐磨套筒，具有容納內(nèi)插件穿過的內(nèi)孔，其特征在于:所述內(nèi)孔的表面設(shè)有CrAlN/Si02納米多層涂層，該CrAlN/Si02納米多層涂層由多個(gè)CrAlN層和S1Jl—一交替疊加而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐磨套筒，其特征在于:所述的CrAlN/Si02納米多層涂層的總厚度為2.2-3.5μηι，每一 CrAlN層厚度為5nm，每一 3;102層厚度為0.5-1.5nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高耐磨套筒，其特征在于:所述的CrAlN/Si02納米多層涂層是采用反應(yīng)濺射法在所述高耐磨套筒的基體上交替濺鍍而形成的。
4.根據(jù)權(quán)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內(nèi)孔的端部設(shè)有倒角部。
5.根據(jù)權(quán)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設(shè)有CrAlN/Si02m米多層涂層。
6.根據(jù)權(quán)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狀為圓筒。
【專利摘要】一種高耐磨套筒，具有容納內(nèi)插件穿過的內(nèi)孔，該內(nèi)孔的表面設(shè)有CrAlN/SiO2納米多層涂層，該CrAlN/SiO2納米多層涂層由多個(gè)CrAlN層和SiO2層一一交替疊加而成；所述CrAlN/SiO2納米多層涂層是采用反應(yīng)濺射法在所述高耐磨套筒的基體上交替濺鍍而形成的，其總厚度為2.2-3.5μm，每一CrAlN層厚度為5nm，每一SiO2層厚度為0.5-1.5nm。本實(shí)用新型具有優(yōu)異的耐磨性、耐腐蝕性、減摩性和抗高溫氧化性能，能夠用作為各種形式的軸承圈、軸套、鉆套、導(dǎo)套、氣缸套、液壓缸體和閥套等。
【IPC分類】F16C33-12, F16C33-04
【公開號】CN204300130
【申請?zhí)枴緾N201420745342
【發(fā)明人】汪鴻濤, 鄭偉, 李偉
【申請人】比爾安達(dá)(上海)潤滑材料有限公司, 平湖比爾安達(dá)新材料科技有限公司, 上海理工大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月2日