[發明專利]氫壓力傳感器芯體彈性體的表面處理工藝、彈性體及應用

有效

• 申請號: 202310493606.2
• 申請日: 2023-05-05
• 公開（公告）號: CN116197739B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 陳雄武;熊敏
• 申請（專利權）人: 松諾盟科技有限公司
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B29/02;C23C8/36;C23C8/38;C23C8/02;C23C8/80
• 代理公司: 湖南正則奇美專利代理事務所(普通合伙) 43105
• 代理人: 張繼綱

本發明公開了氫壓力傳感器芯體彈性體的表面處理工藝、彈性體及應用，涉及表面處理技術領域，包括以下步驟：將合金材料消除應力后第一次拋光、表面離子氮化處理和第二次拋光。本發明中通過對表面處理工藝過程中參數進行控制，從而提升彈性體的防氫脆性能和屈服強度，以提升彈性體的性能，尤其是增加彈性模量，提升了芯體的遲滯、線性、重復性等性能。

技術領域

本發明屬于傳感器技術領域，具體是氫壓力傳感器芯體彈性體的表面處理工藝、彈性體及應用。

背景技術

現有氫能壓力變送器一般采用擴散硅、陶瓷、藍寶石芯體，或者玻璃微熔工藝的芯體，材料沒有經過特殊表面處理，導致后期出現密封不良缺陷、蠕變、遲滯、容易老化、產品長期穩定性差，使用壽命短等問題，更致命的是材料容易氫滲而產生氫脆、氫裂等隱患，容易造成大的安全事故；芯體采用的普通的材質，在應用中經受不了氫滲侵蝕，使用壽命短；產品體積大，封裝工藝復雜，生產成本高，量產困難。

發明內容

本發明的目的在于提供氫壓力傳感器芯體彈性體的表面處理工藝，以解決上述背景技術中提出的問題和缺陷的至少一個方面。

本發明還提供了上述表面處理工藝處理后的彈性體。

本發明還提供了一種氫壓力傳感器芯體。

具體如下，本發明第一方面提供了氫壓力傳感器芯體彈性體的表面處理工藝，包括以下步驟：

將合金材料消除應力后第一次拋光、表面離子氮化處理和第二次拋光；

所述表面離子氮化處理由以下階段組成：

第一階段：溫度為500℃~600℃；氨氣壓力為100Pa~200Pa，氮氣壓力為50Pa~80Pa，時間為3h~5h；

第二階段：溫度為500℃~600℃；氨氣壓力為100Pa~200Pa，氮氣壓力為100Pa~150Pa，時間為20h~64h；

第三階段：溫度為500℃~600℃；氨氣壓力為100Pa~200Pa，氮氣壓力為10Pa~20Pa，時間為1h~3h。

根據本發明氫壓力傳感器芯體彈性體的表面處理工藝技術方案中的一種技術方案，至少具備如下有益效果：

本發明的表面處理工藝，先將合金材料消除應力，再通過離子氮化處理提升合金材料的屈服強度、耐磨性和疲勞強度；本發明還通過對離子氮化處理的溫度、氣體壓力和時間進行控制，從而有效的控制氮勢，進而有效控制滲氮質量，從而使得最終形成的滲氮材料的耐氫滲性能；在離子氮化處理的第一階段，利用較大的氨氣分壓對合金材料清潔，有利于提升合金材料表面活性；而在第二階段，將氮氣的分壓提升，增加氮勢，實現對合金材料的表面滲氮處理；最后在第三階段，再次降低氮氣分壓，從而提升了滲氮層的滲氮均一性；本發明通過對氮氣分壓的控制，從而最終制得的屈服強度高且耐氫滲性能好的合金材料。

同時，本發明通過對離子氮化處理，制得了滲氮層（滲氮層的厚度為0.08mm~0.2mm）；從而提升了合金材料的耐磨性能和屈服強度性能，從而進一步提升了彈性體的性能。

根據本發明的一些實施方式，所述消除應力的方法包括調質、退火處理和固溶熱處理中的至少一種。

根據本發明的一些實施方式，所述固溶熱處理的溫度為1000℃~1100℃。

根據本發明的一些實施方式，所述固溶熱處理的時間為1h~2h。

根據本發明的一些實施方式，所述固溶熱處理后冷卻。

根據本發明的一些實施方式，所述第一次拋光后表面粗糙度為0.04μm~0.06μm。

根據本發明的一些實施方式，所述第一次拋光由減薄工藝和聚氨酯白皮拋光處理組成。