小型高纯气体气驱增压设备的研制涉及多项材料结构、工艺上的技术创新。

1.先进材料处理工艺

为解决超高压强下高速运动活塞与气缸体的磨损、气密和自润滑问题，我们综合采用了特殊的材料和处理工艺:

（1）对于气缸体,主要是提高其硬度耐磨性加工精度和表面光洁度,我们选用了高强度基体材料，采用了精密铸造、高精度车削的加工方法和金属表面镜面处理技术,并对气缸体内表面采取了特殊的碳氮共渗热处理工艺,使其具有优异的表面硬度、机械强度加工精度表面光洁度和耐磨性等综合技术指标。

（2）对于活塞密封组件,主要是提高其耐磨性加工精度、自润滑性和适当的韧性,特别是确保在适当过盈配合的情况下,能实现对超高压强气体良好密封。同时由于润滑剂会对高纯气体产生污染,活塞密封组件应具备良好的自润滑性。我们对比、试验了数百种材料,并采用特殊加工工艺,实现了上述技术要求。

2.异型气缸体成型加工技术

超高压强气体的密封存在较大技术难点：在我国现有材料和工艺条件下,要实现气缸体和活塞的良好密封,就要增加密封件的数量及其与气缸体配合的过盈量。但这样又会给润滑性带来困难,导致其工作可靠性下降,使用寿命缩短,同时设备发热量将剧增，严重时甚至烧毁相关部件和设备。我们创造性地将气缸体和活塞体,由正圆柱体改进为圆锥体,并对密封件构造进行相应改进,让密封由线接触变为面接触，单位密封组件密封效果提高200%~500%。我们在反复试验的基础上科学地确定了密封组件的最优数量,较好地平衡了密封润滑、磨损和散热等多方面的技术要求。

3.易磨损部件的可更换式结构

气缸体和活塞体改为圆锥体后,气缸体和活塞头在运动过程中将产生接触、碰撞和挤压,由于结构和材料原因,在超高压强和摩擦高温的作用下，高压气缸体接触部位将迅速磨损。针对这一问题,我们并未一味地从材料上加以考虑，而是改变思路，从部件结构上进行攻关。我们注意到，由于气缸体与活塞头接触易磨损部位不与密封组件接触、配合,工艺要求相对较低，可以将该部分与气缸体其他部分分离,单独加工成可更换配件。

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