[实用新型]陶瓷—金属复合挺柱

说明书

本实用新型涉及一种挺柱，特别涉及一种陶瓷－金属复合挺柱。

众所周知，在内燃机中（尤其在高速内燃机中）凸轮和挺柱的早期磨损情况十分严重。长久以来，人们就试图用一些较硬的材料替代金属来加工凸轮或挺柱。陶瓷材料因其具有很好的耐磨性开始被应用到制造挺柱的工业中；但也正是由于陶瓷材料的硬度很高，而给加工带来了困难，致使陶瓷零件的价格远远高于金属零件，特别是在陶瓷－金属复合挺柱的制造中，由于装在金属挺柱磨损部位的陶瓷件的几何形状较复杂，给加工带来了许多不便，同时，金属和陶瓷的连接也相当费工费时；实际生产中连接方法很多，例如：焊接法、粘接法、压入法及热合法，但都要求陶瓷件和与陶瓷件连接部位有很高的加工精度。故虽然陶瓷－金属复合挺柱可大幅度地减少磨损，但由于其生产成本远高于金属挺柱，从而限制了它的推广应用。

为了克服上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种结构简单，陶瓷用量小，加工精度要求低，连接可靠的陶瓷－金属复合挺柱。

本实用新型的复合挺柱由金属挺柱体和置于其内的陶瓷耐磨件组成，其中在挺柱体的磨损面上有一凹槽，凹槽内侧壁带有锥度，凹槽内固设有一周边带有相应锥度的陶瓷片。

本实用新型的复合挺柱与已有的复合挺柱相比，由于采用了在挺柱磨损面的凹槽内固设一周边带有锥度的陶瓷片的结构，使陶瓷片和金属挺柱体连接处的加工精度要求大为降低，并且连接时只需使用简单的工艺设备，所以加工费用大为降低，且陶瓷用量小，连接可靠、有效，使得复合挺柱的成本大幅度降低。

以下结合附图，对本实用新型的结构特点作进一步的说明。

图1：凸轮及挺柱的工作状态图；

图2：本实用新型的复合挺柱的局部剖视图；

图2A：本实用新型的复合挺柱中的陶瓷片的正视图。

从图1、图2及图2A看出，在工作状态下，凸轮和挺柱由于始终是接触的，在运动过程中凸轮和挺柱的工作面的磨损都很严重，磨损量大了必将影响机器的正常运转。图2中显示了本实用新型的一种结构简单有效、加工方便的陶瓷－金属复合挺柱；它由金属挺柱体和置于其内的陶瓷耐磨片组成，其中在金属挺柱体1的磨损面上开有一凹槽1a，凹槽1a内侧壁带有锥度，其内设置了一块陶瓷氮化硅圆形薄片2，由于陶瓷件只为一圆形薄片，所以陶瓷用量明显减少，且形状简单，加工方便。陶瓷片2的周边带有相应的锥度（从图2A中可以看出）。由于凹槽1a内侧壁和陶瓷片2带有相配的锥度，所以两者能牢固连接，并使陶瓷片紧贴在凹槽底部1c上，使得陶瓷片不会在与凸轮接触时被凸轮顶碎，采用此种结构，陶瓷片的加工精度要求明显降低，而且金属和氮化硅陶瓷片连接非常有效；当陶瓷片用反应烧结氮化硅，凸轮材料用球墨铸铁（表面淬火），配对副的磨损同时达到最小。经过2000小时发动机台架试验表明，挺柱磨损仅0.004mm（为原机挺柱磨损的1／6）；凸轮磨损仅为0.020mm（为原机凸轮磨损的1／5）。