本發明涉及活塞桿生產技術領域，具體涉及一種高強度活塞桿復合材料及其制備方法。
背景技術：
活塞桿多用于壓縮機等產品中，是支持活塞做功的連接部件，大部分應用在油缸、氣缸運動執行部件中，是一個運動頻繁、技術要求高的運動部件。因為活塞桿的工作環境溫度高、磨擦頻繁，所以要求活塞桿在硬度、耐磨性、摩擦系數、使用壽命方面有較高要求，傳統的活塞桿雖然已有多年改進，但其硬度、耐磨性、摩擦系數、使用壽命的綜合性能還是不足。
技術實現要素：
針對現有技術的不足，本發明提供了一種高強度活塞桿復合材料，通過在活塞桿桿體上由內而外依次設置桿芯層、過渡層和表層，使得制得的活塞桿具有內層高強韌性，外層高硬度、高耐磨的優良特性，本發明還提供了它的制備方法。
為實現以上目的，本發明通過以下技術方案予以實現：
一種高強度活塞桿復合材料，包括桿芯層、過渡層和表層，所述桿芯層材料為38CrMoAlA鋼或復合工程塑料，所述過渡層材料為AlMgB14-TiB2復合材料，所述表層材料為聚晶體立方氮化硼鍍層。
進一步的，所述復合工程塑料選自玻璃纖維改性聚苯乙烯樹脂、聚碳酸酯改性環氧樹脂中的其中一種。
進一步的，所述AlMgB14-TiB2復合材料的制備方法為：以單質鋁粉、鎂粉和硼粉為反應原料，在以90℃/min的升溫速率下達到1380℃時，保溫反應15-18分鐘得到。
進一步的，按重量份計，所述玻璃纖維改性聚苯乙烯樹脂包括下述原料：聚苯乙烯55-70份，玻璃纖維4-8份，硅烷偶聯劑0.1-1份，聚苯乙烯馬來酸酐4-8份。
進一步的，按重量份計，所述聚碳酸酯改性環氧樹脂包括下述原料：聚碳酸酯35-42份，鉛粉2-6份，環氧樹脂8-16份，助劑0.5-4份。
一種高強度活塞桿復合材料的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備桿芯：通過退火、燒結工藝/擠壓造粒成型工藝制得活塞桿桿芯；
(2)沉積過渡層：將設備抽真空，以氬氣為保護氣，沉積AlMgB14-TiB2復合材料至桿芯上；
(3)沉積表層：將設備抽真空，調節Ar/N2/C2H2比例至1:16:2，沉積聚晶體立方氮化硼層，厚約0.5μm-2μm。
本發明的有益效果為：
本發明通過在活塞桿桿體上由內而外依次設置桿芯層、過渡層和表層，形成內層高強韌性，外層高硬度、高耐磨的活塞桿實體，其多層涂層的硬度為25GPa～55GPa，表面摩擦系數為0.1～0.4，相比傳統的機械加工及表面處理后的活塞桿能顯著地降低摩擦，提高耐磨性，延長單件使用壽命；而且，在沒有損壞桿體的前提下，易于進行多次修復，降低成本。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明的實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例1：
一種高強度活塞桿復合材料，包括以38CrMoAlA鋼為原材料的桿芯層、以AlMgB14-TiB2復合材料為原材料的過渡層和以聚晶體立方氮化硼鍍層為原材料的表層；
其制備方法，包括如下步驟：
(1)制備桿芯：通過退火、燒結工藝制得38CrMoAlA鋼型活塞桿桿芯；
(2)制備AlMgB14-TiB2復合材料：以單質鋁粉、鎂粉和硼粉為反應原料，在以90℃/min的升溫速率下達到1380℃時，保溫反應15-18分鐘得到；
(3)沉積過渡層：將設備抽真空，以氬氣為保護氣，沉積AlMgB14-TiB2復合材料至桿芯上；
(4)沉積表層：將設備抽真空，調節Ar/N2/C2H2比例至1:16:2，沉積聚晶體立方氮化硼層，厚約0.5μm-2μm。
實施例2：
一種高強度活塞桿復合材料，包括以玻璃纖維改性聚苯乙烯樹脂為原材料的桿芯層、以AlMgB14-TiB2復合材料為原材料的過渡層和以聚晶體立方氮化硼鍍層為原材料的表層；
其中，玻璃纖維改性聚苯乙烯樹脂包括下述原料：聚苯乙烯55-70份，玻璃纖維4-8份，硅烷偶聯劑0.1-1份，聚苯乙烯馬來酸酐4-8份；
其制備方法，包括如下步驟：
(1)制備桿芯：按上述重量份數進行擠壓、造粒、成型工藝制得玻璃纖維改性聚苯乙烯樹脂型活塞桿桿芯；
(2)制備AlMgB14-TiB2復合材料：以單質鋁粉、鎂粉和硼粉為反應原料，在以90℃/min的升溫速率下達到1380℃時，保溫反應15-18分鐘得到；
(3)沉積過渡層：將設備抽真空，以氬氣為保護氣，沉積AlMgB14-TiB2復合材料至桿芯上；
(4)沉積表層：將設備抽真空，調節Ar/N2/C2H2比例至1:16:2，沉積聚晶體立方氮化硼層，厚約0.5μm-2μm。
實施例3：
一種高強度活塞桿復合材料，包括以聚碳酸酯改性環氧樹脂為原材料的桿芯層、以AlMgB14-TiB2復合材料為原材料的過渡層和以聚晶體立方氮化硼鍍層為原材料的表層；
其中，聚碳酸酯改性環氧樹脂包括下述原料：聚碳酸酯35-42份，鉛粉2-6份，環氧樹脂8-16份，助劑0.5-4份；
其制備方法，包括如下步驟：
(1)制備桿芯：按上述重量份數進行擠壓、造粒、成型工藝制得聚碳酸酯改性環氧樹脂型活塞桿桿芯；
(2)制備AlMgB14-TiB2復合材料：以單質鋁粉、鎂粉和硼粉為反應原料，在以90℃/min的升溫速率下達到1380℃時，保溫反應15-18分鐘得到；
(3)沉積過渡層：將設備抽真空，以氬氣為保護氣，沉積AlMgB14-TiB2復合材料至桿芯上；
(4)沉積表層：將設備抽真空，調節Ar/N2/C2H2比例至1:16:2，沉積聚晶體立方氮化硼層，厚約0.5μm-2μm。
以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。