一种柱塞的表面加工工艺及柱塞的制作方法

本发明涉及柱塞表面处理的，特别涉及一种柱塞的表面加工工艺及柱塞。

背景技术：

1、液压油缸的柱塞是指沿缸筒轴向运动的部件，是液压系统中重要的零部件，它位于液压油缸内，并密封在柱塞和缸筒之间的密封副上。柱塞通常由高强度材料制成，以满足所需的工作强度和密封性能要求，而且还需具备优异的表面光洁度、尺寸精度、耐磨性能等。对于柱塞的表面处理以往采用的是镀铬，但其价格高，而且铬层的厚度一般仅为0.5mm左右，铬层厚度薄，逐渐采用激光熔覆技术在柱塞的表面形成激光熔覆层，其厚度能达到0.5mm以上，可使柱塞的使用寿命大大增加，同时降低生产成本。

2、对于激光熔覆技术，由于在激光熔覆的过程中，快速的加热和冷却导致熔覆层内部出现温度梯度，当熔覆层和基材之间存在很大的温度差异时，会通过热应力而发生不均匀的收缩和变形，导致裂纹的产生；而且熔覆层经历了热循环和相变过程后，产生的残余应力可以在材料中积累，并在适当条件下引发裂纹的扩展，传统的前期对基材进行预热，熔覆后进行适当的热处理等在一定程度上可减少裂纹的产生，但存在成本高的问题。

3、可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

1、鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种柱塞的表面加工工艺及柱塞，旨在通过在柱塞的表面先熔覆形成第一铁基合金熔覆层，再熔覆形成第二铁基合金熔覆层，利用第一铁基合金熔覆层作为过渡层，以解决熔覆层产生裂纹的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

3、一种柱塞的表面加工工艺，包括如下步骤：

4、在柱塞的表面进行第一次激光熔覆，熔覆的粉体为第一铁基合金粉末，形成第一铁基合金熔覆层；

5、在第一铁基合金熔覆层处于降温状态时，在第一铁基合金熔覆层的表面进行第二次激光熔覆，熔覆的粉体为第二铁基合金粉末，形成第二铁基合金熔覆层；

6、对第二铁基合金熔覆层进行后处理。

7、所述的柱塞的表面加工工艺，其中，按质量百分比计算，所述第一铁基合金粉末包括如下组分：c：0.05％～0.10％，si：0.9％～1.5％，mn：0.3％～0.5％，mo：2.0％～2.3％，cr：17.5％～18.2％，b：0.60％～0.72％，ni：11.5％～12.5％，其余为fe。

8、所述的柱塞的表面加工工艺，其中，所述第一铁基合金粉末的粒径为80～200目。

9、所述的柱塞的表面加工工艺，其中，按质量百分比计算，所述第二铁基合金粉末包括如下组分：c：0.15％～0.25％，si：1.5％～2.0％，cr：17.0％～18.0％，ni：1.5％～2.5％，其余为fe。

10、所述的柱塞的表面加工工艺，其中，所述第二铁基合金粉末的粒径为100～150目。

11、所述的柱塞的表面加工工艺，其中，所述第一铁基合金熔覆层的厚度为1.0～1.5mm；所述第二铁基合金熔覆层的厚度为0.5～1mm。

12、所述的柱塞的表面加工工艺，其中，所述第一铁基合金熔覆层的硬度为hrc19～hrc22，所述第二铁基合金熔覆层的硬度为hrc50～hrc55。

13、所述的柱塞的表面加工工艺，其中，所述第一次激光熔覆时，激光功率为2.5～2.7kw，熔融线速为600～620mm/min；所述第二次激光熔覆时，激光功率为3.0～3.2kw，熔融线速为700～720mm/min。

14、所述的柱塞的表面加工工艺，其中，所述第一铁基合金熔覆层降温至温度为150～180℃时，对第一铁基合金熔覆层的表面进行第二次激光熔覆，熔覆的粉体为第二铁基合金粉末。

15、一种柱塞，由所述的柱塞的表面加工工艺制成；所述柱塞包括柱塞本体、设置于柱塞本体外表面的第一铁基合金熔覆层，以及设置于第一铁基合金熔覆层外表面的第二铁基合金熔覆层。

16、有益效果：

17、本发明提供了一种柱塞的表面加工工艺及柱塞，通过先在柱塞的外表面通过第一次激光熔覆形成一层作为过渡层的第一铁基合金熔覆层，再在第一铁基合金熔覆层的外表面通过第二次激光熔覆形成第二铁基合金熔覆层，利用过渡层将激光熔覆过程产生的热应力、内应力等应力传递至柱塞中，能很好地抑制裂纹的产生，而且通过合理的铁基合金粉末的配比，使形成的晶粒结构细小、均匀，利于提升柱塞表面的硬度、刚性、强度、耐磨损性能和耐腐蚀性能等物理性能。此外，利用第一铁基合金熔覆层的余温对第二铁基合金粉末进行第二次激光熔覆，可缩小因温度差而引起的不均匀收缩和变形，进一步减少裂纹的产生。

技术特征：

1.一种柱塞的表面加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的柱塞的表面加工工艺，其特征在于，按质量百分比计算，所述第一铁基合金粉末包括如下组分：c：0.05％～0.10％，si：0.9％～1.5％，mn：0.3％～0.5％，mo：2.0％～2.3％，cr：17.5％～18.2％，b：0.60％～0.72％，ni：11.5％～12.5％，其余为fe。

3.根据权利要求2所述的柱塞的表面加工工艺，其特征在于，所述第一铁基合金粉末的粒径为80～200目。

4.根据权利要求1所述的柱塞的表面加工工艺，其特征在于，按质量百分比计算，所述第二铁基合金粉末包括如下组分：c：0.15％～0.25％，si：1.5％～2.0％，cr：17.0％～18.0％，ni：1.5％～2.5％，其余为fe。

5.根据权利要求4所述的柱塞的表面加工工艺，其特征在于，所述第二铁基合金粉末的粒径为100～150目。

6.根据权利要求1所述的柱塞的表面加工工艺，其特征在于，所述第一铁基合金熔覆层的厚度为1.0～1.5mm；所述第二铁基合金熔覆层的厚度为0.5～1mm。

7.根据权利要求1所述的柱塞的表面加工工艺，其特征在于，所述第一铁基合金熔覆层的硬度为hrc19～hrc22，所述第二铁基合金熔覆层的硬度为hrc50～hrc55。

8.根据权利要求1所述的柱塞的表面加工工艺，其特征在于，所述第一次激光熔覆时，激光功率为2.5～2.7kw，熔融线速为600～620mm/min；所述第二次激光熔覆时，激光功率为3.0～3.2kw，熔融线速为700～720mm/min。

9.根据权利要求1所述的柱塞的表面加工工艺，其特征在于，所述第一铁基合金熔覆层降温至温度为150～180℃时，对第一铁基合金熔覆层的表面进行第二次激光熔覆，熔覆的粉体为第二铁基合金粉末。

10.一种柱塞，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的柱塞的表面加工工艺制成；所述柱塞包括柱塞本体、设置于柱塞本体外表面的第一铁基合金熔覆层，以及设置于第一铁基合金熔覆层外表面的第二铁基合金熔覆层。

技术总结
本发明涉及柱塞表面处理的技术领域，公开了一种柱塞的表面加工工艺及柱塞，该加工工艺包括在柱塞的表面进行第一次激光熔覆，熔覆的粉体为第一铁基合金粉末，形成第一铁基合金熔覆层；在第一铁基合金熔覆层处于降温状态时，在第一铁基合金熔覆层的表面进行第二次激光熔覆，熔覆的粉体为第二铁基合金粉末，形成第二铁基合金熔覆层；对第二铁基合金熔覆层进行后处理。通过先在柱塞的外表面通过第一次激光熔覆形成一层作为过渡层的第一铁基合金熔覆层，再在第一铁基合金熔覆层的外表面通过第二次激光熔覆形成第二铁基合金熔覆层，利用过渡层将激光熔覆过程产生的热应力、内应力等应力传递至柱塞中，能很好地抑制裂纹的产生。

技术研发人员：周书慧,侯文甫,付元英
受保护的技术使用者：佛山市精伊特精密机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23