一種往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，采用鋁合金作為氣缸材料，在鋁合金工件表面進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化或鍍鉻。本發(fā)明的往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，硬質(zhì)氧化膜厚而綜合性能好，利于環(huán)境保護(hù)，節(jié)材節(jié)能。對(duì)鋁合金工件表面預(yù)處理用潔凈不銹鋼噴丸處理，不用堿洗和酸洗，電解液的酸濃度極低，配制電解液用材料少，電解液溫度升高不明顯，硬質(zhì)陽(yáng)極氧化過程中對(duì)氧化膜的溶蝕很少，成膜速度快，并且電解液不會(huì)因鋁離子的增加而報(bào)廢，壽命長(zhǎng)。得到耐磨、耐腐蝕的鋁合金加工的零件。形成的氧化膜具有多孔性，吸附性能強(qiáng)，我們氣缸中不需要進(jìn)行染色，所以在進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化之后，緊接著就進(jìn)行著封閉這道工序。孔隙縮小，提高氧化膜抗腐蝕性能。
【專利說明】一種往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沖擊氣缸制造領(lǐng)域，具體是一種往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]往復(fù)式?jīng)_擊氣缸是鑿巖工具，汽油機(jī)破碎鎬、電動(dòng)破碎鎬、沖擊鉆類工具中的主要配件之一，由各種驅(qū)動(dòng)傳遞的能量介質(zhì)驅(qū)使往復(fù)式?jīng)_擊氣缸內(nèi)的沖擊活塞在沖擊氣缸內(nèi)往復(fù)垂直運(yùn)動(dòng)使氣室內(nèi)的氣壓產(chǎn)生變化，由于該變化產(chǎn)生的沖擊力由沖擊錘高頻率地撞擊沖擊子傳遞到末端銅!針，并使沖擊活塞和沖擊銀之間在沖擊氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)始終廣生一個(gè)空氣塾，該氣塾確保沖擊活塞與沖擊銀不能受到撞擊。夾持末端工具的末端工具夾持件與氣缸殼相連接的部分夾在在工具軸向的兩個(gè)方向上設(shè)置的緩沖件之間，從而彈性地支撐末端工具夾持件，使之可以在工具軸向的兩個(gè)方向上運(yùn)動(dòng)。從而使鎬釬起到破碎作用。
[0003]目前,鑿巖工具,汽油機(jī)破碎鎬、電動(dòng)破碎鎬類沖擊鉆中的一些往復(fù)式?jīng)_擊氣缸都米用鋼材所制而成，其加工工藝步驟為:拉管一切管一粗加工一精加工一熱處理一精磨(內(nèi)外磨)等步驟。
[0004]以上所述沖擊氣缸的材料與工藝有諸多不足時(shí)常困擾著制造業(yè)。缺陷大致為以下幾點(diǎn)，1、鋼材材料的材質(zhì)批次難以統(tǒng)一性，2、熱處理掌控難以達(dá)到要求性，3、沖擊氣缸的內(nèi)孔過深使深孔磨難已達(dá)到孔的圓柱度、垂直度與粗糙度，導(dǎo)致沖擊活塞、沖擊錘、沖擊子上的密封件快速磨損以及密封性能降低，4，由于沖擊氣缸采用鋼結(jié)構(gòu)，為了達(dá)到磨削工藝的粗糙度與缸體硬度，通過熱處理后使沖擊氣缸體達(dá)到一定的硬度導(dǎo)致抗沖擊震動(dòng)能力降低缸體失去韌性后容易開裂，5、由于沖擊氣缸米用鋼結(jié)構(gòu)在沖擊活塞、沖擊錘、在沖擊氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)摩擦容易發(fā)熱切鋼結(jié)構(gòu)散熱慢等缺陷。從而影響沖擊力、使用壽命大大下降。
[0005]鋁合金硬質(zhì)陽(yáng)極氧化膜具有高硬度、耐腐蝕、絕緣、光功能等優(yōu)良的性能，在汽車機(jī)械、電子和航空航天等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如發(fā)動(dòng)機(jī)鋁活塞、渦旋式壓縮機(jī)斜盤、鋁缸體等零部件硬質(zhì)氧化后可提高耐磨和耐腐蝕性。
[0006]常見的硬質(zhì)陽(yáng)極氧化電解液采用高濃度硫酸、草酸、丙二醇、磺基水楊酸及其它的無機(jī)鹽和有機(jī)酸等，廣泛認(rèn)為，硬質(zhì)陽(yáng)極氧化的原理如下:1:陰極反應(yīng):41^+4^2?丨2:陽(yáng)極反應(yīng):40Η ——4θ_=2Η20+20丨3:鋁氧化:陽(yáng)極上析出的氧呈原子狀態(tài)，比分子狀態(tài)的氧更為活潑，更易與鋁起反應(yīng):2A13++302_ —Al2O3但在實(shí)際陽(yáng)極氧化過程中，因電解液種類和濃度及溫度、鋁合金成分和工藝參數(shù)等不同使氧化膜結(jié)構(gòu)有很大差異。硬質(zhì)陽(yáng)極氧化在別的領(lǐng)域應(yīng)用比較頻繁，比如在汽車、機(jī)械、電子和航空航天等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如發(fā)動(dòng)機(jī)鋁活塞、渦旋式壓縮機(jī)斜盤、鋁缸體等零部件。但在鑿巖工具、汽油機(jī)破碎鎬、電動(dòng)破碎鎬、沖擊鉆類中氣缸中還沒有應(yīng)用過。
[0007]在所上的領(lǐng)域中，電解質(zhì)的應(yīng)用一般都是高濃度硫酸、草酸、丙二醇、磺基水楊酸及其它的無機(jī)鹽和有機(jī)酸。在這些高濃度的酸性溶液中，一般采用的都是常見的硬質(zhì)陽(yáng)極氧化均采用高濃度硫酸電解液，如硫酸為150~300g/L的電解液。在這樣濃度硫酸選擇中，存在這樣的問題:實(shí)際陽(yáng)極氧化過程中，因電解液種類和濃度及溫度、鋁合金成分和工藝參數(shù)等不同使氧化膜結(jié)構(gòu)有很大差異。為了獲得高質(zhì)量的氧化膜和生產(chǎn)效率，不同的電解液種類、添加劑、電流密度、電壓波形(如:直流疊加脈沖或正負(fù)脈沖)等被應(yīng)用于鋁合金硬質(zhì)氧化中，但不利于環(huán)保和節(jié)能，且氧化膜的膜厚和性能仍然很有限。眾所周知，陽(yáng)極氧化膜生長(zhǎng)是在氧化膜生長(zhǎng)速度和電解液對(duì)氧化膜的溶解速度競(jìng)爭(zhēng)下進(jìn)行的，因此電解液的酸濃度及溫度越低，氧化膜的溶解速度就越小，有利于氧化膜生長(zhǎng)，膜層厚度和密度提高。當(dāng)硫酸濃度過低(≤IOwt1^H2SO4)時(shí)，則認(rèn)為不能得到完整的氧化膜，這是因?yàn)榱蛩釢舛鹊停娊庖簩?dǎo)電性差、冰點(diǎn)高，以及鋁合金表面未進(jìn)行特殊預(yù)處理。
[0008]鉻具有硬度高、耐腐蝕和優(yōu)良的耐磨性，廣泛應(yīng)用于裝飾、耐磨的零件的表面處理等各個(gè)行業(yè)，但目前的鍍鉻溶液存在結(jié)合強(qiáng)度低，結(jié)晶速度忙，表面光亮度差，鍍液穩(wěn)定性差，使用壽命短需要頻繁更換，鍍鉻工藝方法以含有有毒物質(zhì)的六價(jià)鉻電鍍技術(shù)為主，存在電鍍效率低控制困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，采用鋁合金作為氣缸材料，在鋁合金工件表面進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化或鍍鉻。
[0010]進(jìn)一步的，所述硬質(zhì)陽(yáng)極氧化包括如下步驟:
一、采用乳酸、檸檬酸與自制添加劑的混合溶液作為電解液，乳酸、檸檬酸和自制添加劑的比例為:(30~40)g/L:(38~50)g/L:(25~40)g/L，余量為蒸餾水，自制添加劑是蒽:硫酸按體積比計(jì)為(0.30~0.40):1的混合液；
二、先對(duì)鋁合金工件表面進(jìn)行拋丸處理，再在低硫酸濃度的電解液中進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧
化；
三、在步驟一制得的電解液中進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化，電解液溫度為-1°C~2°C，采用了恒定的直流或脈沖電流法進(jìn)行，按照以下步驟來進(jìn)行:低電流密度是0.8~1.5A/dm進(jìn)行10~15min ;高電流密度是5~7A/dm進(jìn)行60~80min ;用清水洗凈，烘干；
四、進(jìn)行封閉處理，槽液PH值為6.8，封孔處理溫度為30°C，封閉處理時(shí)間為20分鐘；
五、洗凈，烘干，水溫為常溫，水洗時(shí)間I~2分鐘，在80V條件下用蒸汽管道烘干，處理時(shí)間為30min。
[0011]進(jìn)一步的，步驟三中給電次數(shù)為每2~5min調(diào)一次電流，分6~7次調(diào)整到規(guī)定值，使給電方式更趨于穩(wěn)緩，降低零件燒蝕率。
[0012]進(jìn)一步的，得到的氧化膜厚度為60~80 μ m，顯微硬度為3800HV。
[0013]進(jìn)一步的，合成所述自制添加劑的步驟為:一、稱取計(jì)算量的蒽，加入不銹鋼桶內(nèi)，將桶安裝在盛有機(jī)械油的鍋內(nèi)，安放在電爐上，再按體積比蒽:硫酸為(0.30~0.40):1將硫酸緩慢到入桶內(nèi)，快速攪拌；二、打開電爐，加熱油浴，并不斷攪拌，油溫升至150°C左右，通過調(diào)壓器，使油溫恒定在150°C~160°C之間；三、反應(yīng)結(jié)束后，將不銹鋼桶從電爐上取下來，繼續(xù)攪拌至基本無氣泡產(chǎn)生。
[0014]進(jìn)一步的，所述油溫升至150°C左右，開始保溫計(jì)時(shí)，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間不能超過5min。
[0015]進(jìn)一步的，所述鍍鉻包括如下步驟:1、鍍前清洗、除銹、除雜；2、活化；3、電鍍，溫度為22~32°C，電流密度8~32A/dm，PH值I~2，電鍍時(shí)間I~3小時(shí)；4、水洗烘干。[0016]進(jìn)一步的，所采用的電鍍鉻溶液配方包括以下成分按重量配比:硫酸鈉3?18g/L，硼酸12?45g/L，硫酸鋁2?25g/L，十二烷基硫酸鈉0.3?1.5g/L，丁二酸3?35g/L，草酸0.8?8g/ L,氨三乙酸2?13g/L,余量水。
[0017]本發(fā)明的往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，硬質(zhì)氧化膜厚而綜合性能好，利于環(huán)境保護(hù)，節(jié)材節(jié)能。對(duì)鋁合金工件表面預(yù)處理用潔凈不銹鋼噴丸處理，不用堿洗和酸洗，電解液的酸濃度極低，配制電解液用材料少，電解液溫度升高不明顯，硬質(zhì)陽(yáng)極氧化過程中對(duì)氧化膜的溶蝕很少，成膜速度快，并且電解液不會(huì)因鋁離子的增加而報(bào)廢，壽命長(zhǎng)。得到耐磨、耐腐蝕的鋁合金加工的零件。形成的氧化膜具有多孔性，吸附性能強(qiáng)，我們氣缸中不需要進(jìn)行染色，所以在進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化之后，緊接著就進(jìn)行著封閉這道工序。孔隙縮小，提高氧化膜抗腐蝕性能。防止腐蝕性介質(zhì)進(jìn)入孔中引起腐蝕。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0019]本發(fā)明的往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，采用鋁合金作為氣缸材料，硬質(zhì)陽(yáng)極氧化的步驟是:鋁制件一噴丸一清洗一硬質(zhì)陽(yáng)極氧化一清洗一封閉一烘干。具體步驟如下:
一、采用乳酸、檸檬酸與自制添加劑的混合溶液作為電解液，乳酸、檸檬酸和自制添加劑的比例為:(30?40)g/L:(38?50)g/L:(25?40)g/L，余量為蒸餾水，自制添加劑是蒽:硫酸按體積比計(jì)為(0.30?0.40):1的混合液。
[0020]二、先對(duì)鋁合金工件表面進(jìn)行拋丸處理，再在低硫酸濃度的電解液中進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化，即達(dá)到對(duì)工件表面粗糙度的要求而且有利于環(huán)保和節(jié)能。
[0021]三.在步驟一制得的電解液中進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化，電解液溫度為_1°C?2°C，采用了恒定的直流或脈沖電流法進(jìn)行，按照以下步驟來進(jìn)行:低電流密度是0.8?1.5A/dm進(jìn)行10?15min ;高電流密度是5?7A/dm進(jìn)行60?80min ;用清水洗凈，烘干。本發(fā)明中，將給電次數(shù)由現(xiàn)有技術(shù)中的每5min調(diào)一次電流，共4次調(diào)整到規(guī)定值調(diào)整為每2?5min調(diào)一次電流，分6?7次調(diào)整到規(guī)定值，使給電方式更趨于穩(wěn)緩，降低零件燒蝕率。
[0022]四、進(jìn)行封閉處理。槽液PH值為6.8，封孔處理溫度為:30°C，封閉處理時(shí)間為:20分鐘；得到的氧化膜厚度為60?80 μ m,顯微硬度為3800HV。
[0023]五、洗凈，烘干，水溫為常溫，水洗時(shí)間I?2分鐘，在80°C條件下用蒸汽管道烘干，處理時(shí)間為30min。
[0024]合成自制添加劑的步驟為:一、稱取計(jì)算量的蒽，加入不銹鋼桶內(nèi)，將桶安裝在盛有機(jī)械油的鍋內(nèi)，安放在電爐上，再按體積比蒽:硫酸為(0.30?0.40):1將合格的硫酸緩慢到入桶內(nèi)，快速攪拌。二、打開電爐，加熱油浴，并不斷攪拌，油溫升至150°C左右，通過調(diào)壓器，使油溫恒定在150°C?160°C之間。油溫升至150°C左右，開始保溫計(jì)時(shí)，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間不能超過5min。否則碳化。反應(yīng)結(jié)束后，將不銹鋼桶從電爐上取下來，繼續(xù)攪拌至基本無氣泡產(chǎn)生，即得到合格的添加劑。整個(gè)過程在有抽風(fēng)的條件下進(jìn)行。每次合成少量多次進(jìn)行。
[0025]乳酸可擴(kuò)大槽液溫度上限值，使鋁及鋁合金能在常溫下氧化；檸檬酸在溶液中起緩沖作用，其含量高低影響氧化膜硬度和耐磨性；自制添加劑影響氧化膜硬度，含量高，氧化膜硬度高，燒蝕率高。對(duì)生產(chǎn)過程中不同形狀的鋁及鋁合金零件應(yīng)該采取不同的裝掛方式，根據(jù)不同形狀的零件做專用夾具。
[0026]將鍍鉻運(yùn)用在鑿巖工具、汽油機(jī)破碎鎬、電動(dòng)破碎鎬、沖擊鉆類中的氣缸設(shè)生產(chǎn)中，這是獨(dú)一無二的。所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量好，鍍液穩(wěn)定性好。結(jié)晶速度快效率高，鍍層結(jié)合強(qiáng)度好，表面光潔度高，鍍液穩(wěn)定性好，工藝方法合理成本低，操作簡(jiǎn)便。
[0027]本發(fā)明的往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，可以采用鍍鉻工藝，包括如下步驟:1、鍍前清洗、除銹、除雜，2、活化，3、電鍍，溫度為22?32°C，電流密度8?32A/dm，PH值I?2，電鍍時(shí)間I?3小時(shí)，4、水洗烘干。所采用的電鍍鉻溶液配方為:包括以下成分按重量配比，硫酸鈉3?18g/L，硼酸12?45g/L，硫酸鋁2?25g/L，十二烷基硫酸鈉0.3?1.5g/L，丁二酸3?35g/L，草酸0.8?8g/ L，氨三乙酸2?13g/L，余量水。
【權(quán)利要求】
1.一種往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，采用鋁合金作為氣缸材料，其特征在于:在鋁合金工件表面進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化或鍍鉻。
2.如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，其特征在于:所述硬質(zhì)陽(yáng)極氧化包括如下步驟: 一、采用乳酸、檸檬酸與自制添加劑的混合溶液作為電解液，乳酸、檸檬酸和自制添加劑的比例為:(30~40)g/L:(38~50)g/L:(25~40)g/L，余量為蒸餾水，自制添加劑是蒽:硫酸按體積比計(jì)為(0.30~0.40):1的混合液； 二、先對(duì)鋁合金工件表面進(jìn)行拋丸處理，再在低硫酸濃度的電解液中進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化； 三、在步驟一制得的電解液中進(jìn)行硬質(zhì)陽(yáng)極氧化，電解液溫度為-1°C~2°C，采用了恒定的直流或脈沖電流法進(jìn)行，按照以下步驟來進(jìn)行:低電流密度是0.8~1.5A/dm進(jìn)行10~15min ;高電流密度是5~7A/dm進(jìn)行60~80min ;用清水洗凈，烘干； 四、進(jìn)行封閉處理，槽液PH值為6.8，封孔處理溫度為30°C，封閉處理時(shí)間為20分鐘； 洗凈，烘干，水溫為常溫，水洗時(shí)間I~2分鐘，在80°C條件下用蒸汽管道烘干，處理時(shí)間為30min。
3.如權(quán)利要求2所述的往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，其特征在于:步驟三中給電次數(shù)為每2~5min調(diào)一次電流，分6~7次調(diào)整到規(guī)定值，使給電方式更趨于穩(wěn)緩，降低零件燒蝕率。
4.如權(quán)利要求2所述的往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，其特征在于:得到的氧化膜厚度為60~80 μ m,顯微硬度為3800HV。
5.如權(quán)利要求2所述的往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，其特征在于:合成所述自制添加劑的步驟為:一、稱取計(jì)算量的蒽，加入不銹鋼桶內(nèi)，將桶安裝在盛有機(jī)械油的鍋內(nèi)，安放在電爐上，再按體積比蒽:硫酸為(0.30~0.40):1將硫酸緩慢到入桶內(nèi)，快速攪拌；二、打開電爐，加熱油浴，并不斷攪拌，油溫升至150°C左右，通過調(diào)壓器，使油溫恒定在150°C~160°C之間；三、反應(yīng)結(jié)束后，將不銹鋼桶從電爐上取下來，繼續(xù)攪拌至基本無氣泡產(chǎn)生。
6.如權(quán)利要求5所述的往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，其特征在于:所述油溫升至150°C左右，開始保溫計(jì)時(shí)，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間不能超過5min。
7.如權(quán)利要求1所述的往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，其特征在于:所述鍍鉻包括如下步驟:1、鍍前清洗、除銹、除雜；2、活化；3、電鍍，溫度為22~32°C，電流密度8~32A/dm，PH值I~2，電鍍時(shí)間I~3小時(shí)；4、水洗烘干。
8.如權(quán)利要求7所述的往復(fù)式?jīng)_擊氣缸制造工藝，其特征在于:所采用的電鍍鉻溶液配方包括以下成分按重量配比:硫酸鈉3~18g/L，硼酸12~45g/L，硫酸鋁2~25g/L，十二烷基硫酸鈉0.3~1.5g/L, 丁二酸3~35g/L,草酸0.8~8g/ L,氨三乙酸2~13g/L,余量水。
【文檔編號(hào)】F16J10/02GK103899747SQ201410115491
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】章加洪, 章康彪 申請(qǐng)人:永康市嘉宏工具制造有限公司