CN102274971B - 液压马达中连杆底弧面耐磨层的加工方法 - Google Patents

液压马达中连杆底弧面耐磨层的加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及液压马达中连杆底弧面耐磨层的加工方法。其步骤如下：1）配制粉末冶金材料；2）压制耐磨层；3）连杆去除氧化表层；4）连杆底弧面形成镀铜层；5）耐磨层压结至连杆底弧面对应位置；6）将耐磨层烧结在连杆底弧面上。本发明优点在于所形成的耐磨层具有良好的耐磨、耐热、减摩抗磨性能，使液压马达在高速运转的同时能保持长期良好的润滑性能和耐磨性能，具有较高的工作可靠性和寿命；同时使工作阻力减小，机械传动效率高，马达的承载能力大；还减少了耐磨层的材料消耗，节省生产成本；此外还避免了采用的巴氏合金所引起的对环境的污染。

Description

液压马达中连杆底弧面耐磨层的加工方法
技术领域
本发明涉及液压马达中摩擦副的摩擦表面处理方法，特别涉及液压马达中连杆底弧面耐磨层的加工方法。 
背景技术
液压马达中的曲轴连杆由于工作频率较高，两者之间所形成的摩擦副容易磨损，为此目前一般采取在连杆滑靴底部涂覆耐磨材料如巴氏合金，并形成静压支承。但造成比压增大，摩擦磨损依然严重，机械效率低，并且马达的低速性能和启动性能差，甚至发生胶合失效，限制了马达压力和速度的进一步提高。意大利人为减小摩擦副中的摩擦， 将这一摩擦副改为了滚动轴承，使其结构变得较为复杂，并导致液压马达的体积与重量较大、制造成本高，而且当马达的排量较大时，其工作的可靠性和寿命问题依然不能解决。 
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种传动效率高、摩擦小、噪声低、便于加工制造且制造成本较低的一种液压马达中连杆底弧面耐磨层的加工方法。 
上述发明目的通过下述技术方案予以实施，其步骤如下： 
1）配制粉末冶金材料，按铜75～85%、锡5～15%、铅5～15%的重量百分比将上述冶金粉末原料放入搅拌器内混合均匀，形成混合料；
2）压制耐磨层，把上述混合料放入成型模具中，进行压制，形成矩形环状的耐磨层；
3）去除氧化表层，对所述连杆先酸洗，后用碱性溶液中和清洗，再用温水清洗，最后吹干；
4）电解镀铜，对上述去除氧化表层后的连杆进行镀铜，在所述连杆底弧面上形成镀铜层；
  5）耐磨层压结至连杆底弧面，将所述耐磨层置于连杆底弧面的所述镀铜层上，再用一定位块将耐磨层固定在连杆上，形成一定位工件，并将该定位工件放置到对应的压力机中进行压结，压力控制在1.5～2.5kgf/cm2；
  6）烧结，将上述经压结的定位工件装入烧结炉进行烧结，温度控制在800～850℃，时间控制在9～10小时，使其熔结牢固。
   所述方法的进一步设计在于，耐磨层为2.0～3.0mm； 
   所述方法的进一步设计在于，酸洗采用浓度15～20%稀硫酸溶液，温度40～60℃，时间30～40分钟；所述碱性溶液是浓度为8～12%的NaOH溶液，中和清洗时间为15～20分钟。
所述方法的进一步设计在于，镀铜层为0.015～0.02mm。 
所述方法的进一步设计在于，成型模具包括上压模、下模座、内模芯和橡胶弹性块，所述下模座设有矩形上模孔和矩形模芯孔，该两孔共一中心线的相互联通，并在两孔的轴向分界处形成台阶面，所述台阶面为矩形环状的凹弧形面；所述上压模与所述上模孔对应，上压模的下端面为与所述凹弧形面对应的凸弧形面；所述内模芯的上端面为与凹弧形面对应的凹弧形面；所述橡胶弹性块和内模芯自下而上的置于所述模芯孔中，并使得内模芯高出凹弧形台阶面，形成一矩形环状的槽腔，所述上压模置于所述上模孔中，上压模的下端面压触在内模芯的所述上端面上。 
本发明方法通过粉末冶金烧结形成的耐磨层具有良好的耐磨、耐热、减摩抗磨性能，使液压马达在高速运转的同时能保持长期良好的润滑性能和耐磨性能，具有较高的工作可靠性和寿命，本发明的耐磨层设计在连杆底弧面的最外圈，形成一矩形环状的耐磨面，既减小了实际摩擦面，使工作阻力减小，提高了机械传动效率，又提高了马达的承载能力，且马达的工作压力比现有马达有所提高，同时还减少耐磨层的材料消耗，节省生产成本；此外，本发明的耐磨层，不但造价相对低廉，还避免了目前马达连杆中所采用的巴氏合金形成的对环境的污染。 
附图说明
图1是耐磨层的成型模具的结构示意图。 
图2是图1所示成型模具的A-A剖视图。 
图3是耐磨层的结构示意图。 
图4是图3所示耐磨层的俯视图。 
图5是将耐磨层置于连杆的底弧面上的结构示意图。 
图6是形成的定位工件的结构示意图。 
图7是烧结炉及工件架的结构示意图。 
图8是图7所示工件架的俯视图。 
图中，1上压模，2耐磨层，3下模座，3a上模孔，3b模芯孔，3c台阶面，3d矩形环状的槽腔，4内模芯，5橡胶弹性块，6 连杆，6a底弧面，10烧结炉，11工件架。 
具体实施方式
本发明耐磨层的烧结需要特定的模具，该模具如图1、图2所示，主要由上压模1、下模座3内模芯4和橡胶弹性块5组成。下模座3设有矩形上模孔3a和矩形模芯孔3b，上述两孔共一中心线的相互联通，较大的上模孔3a与矩形模芯孔3b之间形成台阶面3c，该台阶面3c为凹弧形的矩形环状面。上压模1置于上模孔3a中，与上模孔3a相对应；上压模的下端面为与台阶面3c上的所述凹弧形对应的凸弧形面。橡胶弹性块5和内模芯4自下而上的置于模芯孔3b中，并使得内模芯高出凹弧形的台阶面3c，形成一底面为凹弧形的矩形环状的槽腔3d。下述实施例中的耐磨层的烧结都将利用该成形模具。 
实施例1 
    按铜75%、锡15%、铅10%的重量百分比配制冶金粉末原料，并将配制好的混合料放入搅拌器内混合均匀，形成混合料。将混合好的冶金粉末混合料放入成型模具的上述矩形环状的槽腔3d中，通过上压模1对槽腔3d中的冶金粉末混合料进行压制，形成矩形环状的耐磨层2，耐磨层为2.5mm，请参见图3、图4。
接着对连杆进行处理，首先通过酸洗去除氧化表层，用浓度15%稀硫酸溶液，温度60℃，时间40分钟；然后用8%的NaOH溶液或苏打水进行中和清洗，中和清洗时间为15分钟，再用温水清洗、吹干。尔后进行电解镀铜，在连杆底弧面的最外圈形成对应的矩形环状的镀铜层，镀铜层控制在0.015～0.02mm。 
继而进行压结，将所述耐磨层2置于连杆6底弧面6a的上述镀铜层上，再用一定位块通过螺钉将耐磨层固定在连杆6，形成一定位工件7，请参见图5。并将该连杆放置到对应的压力机中进行压结，压力控制在2.5kgf/cm2，使耐磨层与连杆底弧面连接成一体。 
最后进行烧结，将上述压结有耐磨层的若干连杆装入烧结炉中的工件架11上，再将工件架11放置在烧结炉10上，进行烧结，请参见图5、图6，炉内温度控制在800℃，烧结时间控制在9小时，使耐磨层与连杆上的接触面镀铜层熔结牢固。 
实施例2 
    按铜80%、锡12%、铅8%的重量百分比配制冶金粉末原料，并将配制好的混合料放入搅拌器内混合均匀，形成混合料。将混合好的冶金粉末混合料放入成型模具的上述矩形环状的槽腔3d中，通过上压模1对槽腔3d中的冶金粉末混合料进行压制，形成矩形环状的耐磨层2，耐磨层为2.0mm，请参见图3。
接着对连杆进行处理，首先通过酸洗去除氧化表层，用浓度18%稀硫酸溶液，温度50℃，时间35分钟；然后用浓度为10%的NaOH溶液进行中和清洗，中和清洗时间为18分钟，再用温水清洗、吹干。尔后进行电解镀铜，在连杆底弧面的最外圈形成对应的矩形环状的镀铜层，镀铜层控制在0.015～0.02mm。 
继而进行压结，将所述耐磨层2置于连杆6底弧面6a的上述镀铜层上，再用一定位块通过螺钉将耐磨层固定在连杆6，形成一定位工件，请参见图4。并将该连杆放置到对应的压力机中进行压结，压力控制在1.5kgf/cm2，使耐磨层与连杆底弧面连接成一体。 
最后进行烧结，将上述压结有耐磨层的若干连杆装入烧结炉中的工件架11上，再将工件架11放置在烧结炉上，进行烧结，请参见图5、图6，炉内温度控制在800℃，烧结时间控制在10小时，使耐磨层与连杆上的接触面镀铜层熔结牢固。 
实施例3 
    按铜85%、锡5%、铅10%的重量百分比配制冶金粉末原料，并将配制好的混合料放入搅拌器内混合均匀，形成混合料。将混合好的冶金粉末混合料放入成型模具的上述矩形环状的槽腔3d中，通过上压模1对槽腔3d中的冶金粉末混合料进行压制，形成矩形环状的耐磨层2，耐磨层为2.2mm，请参见图3。
接着对连杆进行处理，首先通过酸洗去除氧化表层，用浓度20%稀硫酸溶液，温度50℃，时间30分钟；然后用浓度为12%的NaOH溶液进行中和清洗，中和清洗时间为20分钟，再用温水清洗、吹干。尔后进行电解镀铜，在连杆底弧面的最外圈形成对应的矩形环状的镀铜层，镀铜层控制在0.015～0.02mm。 
继而进行压结，将所述耐磨层2置于连杆6底弧面6a的上述镀铜层上，再用一定位块通过螺钉将耐磨层固定在连杆6，形成一定位工件，请参见图4。并将该连杆放置到对应的压力机中进行压结，压力控制在2.0kgf/cm2，使耐磨层与连杆底弧面连接成一体。 
最后进行烧结，将上述压结有耐磨层的若干连杆装入烧结炉中的工件架11上，再将工件架11放置在烧结炉上，进行烧结，请参见图5、图6，炉内温度控制在800℃，烧结时间控制在9.5小时，使耐磨层与连杆上的接触面镀铜层熔结牢固。 
实施例4 
    按铜78%、锡7%、铅15%的重量百分比配制冶金粉末原料，并将配制好的混合料放入搅拌器内混合均匀，形成混合料。将混合好的冶金粉末混合料放入成型模具的上述矩形环状的槽腔3d中，通过上压模1对槽腔3d中的冶金粉末混合料进行压制，形成矩形环状的耐磨层2，耐磨层为3.0mm，请参见图3。
接着对连杆进行处理，首先通过酸洗去除氧化表层，用浓度20%稀硫酸溶液，温度50℃，时间35分钟；然后用浓度为12%的NaOH溶液进行中和清洗，中和清洗时间为20分钟，再用温水清洗、吹干。尔后进行电解镀铜，在连杆底弧面的最外圈形成对应的矩形环状的镀铜层，镀铜层控制在0.015～0.02mm。 
继而进行压结，将所述耐磨层2置于连杆6底弧面6a的上述镀铜层上，再用一定位块通过螺钉将耐磨层固定在连杆6，形成一定位工件，请参见图4。并将该连杆放置到对应的压力机中进行压结，压力控制在1.5～2.5kgf/cm2，使耐磨层与连杆底弧面连接成一体。 
最后进行烧结，将上述压结有耐磨层的若干连杆装入烧结炉中的工件架11上，再将工件架11放置在烧结炉上，进行烧结，请参见图5、图6，炉内温度控制在800℃，烧结时间控制在10小时，使耐磨层与连杆上的接触面镀铜层熔结牢固。 
实施例5 
    按铜82%、锡13%、铅5%的重量百分比配制冶金粉末原料，并将配制好的混合料放入搅拌器内混合均匀，形成混合料。将混合好的冶金粉末混合料放入成型模具的上述矩形环状的槽腔3d中，通过上压模1对槽腔3d中的冶金粉末混合料进行压制，形成矩形环状的耐磨层2，耐磨层为2.5mm，请参见图3。
接着对连杆进行处理，首先通过酸洗去除氧化表层，用浓度18%稀硫酸溶液，温度45℃，时间35分钟；然后用浓度为10%的NaOH溶液进行中和清洗，中和清洗时间为18分钟，再用温水清洗、吹干。尔后进行电解镀铜，在连杆底弧面的最外圈形成对应的矩形环状的镀铜层，镀铜层控制在0.015～0.02mm。 
继而进行压结，将所述耐磨层2置于连杆6底弧面6a的上述镀铜层上，再用一定位块通过螺钉将耐磨层固定在连杆6，形成一定位工件，请参见图4。并将该连杆放置到对应的压力机中进行压结，压力控制在1.5～2.5kgf/cm2，使耐磨层与连杆底弧面连接成一体。 
最后进行烧结，将上述压结有耐磨层的若干连杆装入烧结炉中的工件架11上，再将工件架11放置在烧结炉上，进行烧结，请参见图5、图6，炉内温度控制在800℃，烧结时间控制在10小时，使耐磨层与连杆上的接触面镀铜层熔结牢固。 

Claims (4)

1.液压马达中连杆底弧面耐磨层的加工方法，其特征在于包括下列步骤：
1）配制粉末冶金材料，按铜75～85%、锡5～15%、铅5～15%的重量百分比将上述冶金粉末原料放入搅拌器内混合均匀，形成混合料；
2）压制耐磨层，把上述混合料放入成型模具中，进行压制，形成矩形环状的耐磨层；
3）去除氧化表层，对所述连杆先酸洗，后用碱性溶液中和清洗，再用温水清洗，最后吹干；
4）电解镀铜，对上述去除氧化表层后的连杆进行镀铜，在所述连杆底弧面上形成镀铜层；
  5）耐磨层压结至连杆底弧面，将所述耐磨层置于连杆底弧面的所述镀铜层上，再用一定位块将耐磨层固定在连杆上，形成一定位工件，并将该定位工件放置到对应的压力机中进行压结，压力控制在1.5～2.5kgf/cm2；
  6）烧结，将上述经压结的定位工件装入烧结炉进行烧结，温度控制在800～850℃，时间控制在9～10小时，使其熔结牢固；
所述成型模具包括上压模、下模座、内模芯和橡胶弹性块，所述下模座设有矩形上模孔和矩形模芯孔，该两孔共一中心线的相互联通，并在两孔的轴向分界处形成台阶面，所述台阶面为矩形环状的凹弧形面；所述上压模与所述上模孔对应，上压模的下端面为与所述凹弧形面对应的凸弧形面；所述内模芯的上端面为与凹弧形面对应的凹弧形面；所述橡胶弹性块和内模芯自下而上的置于所述模芯孔中，并使得内模芯高出凹弧形台阶面，形成一矩形环状的槽腔，所述上压模置于所述上模孔中，上压模的下端面压触在内模芯的所述上端面上。
2.   根据权利要求1所述的液压马达中连杆底弧面耐磨层的加工方法，其特征在于所述耐磨层为2.0～3.0mm。
3.   根据权利要求1所述的液压马达中连杆底弧面耐磨层的加工方法，其特征在于所述酸洗采用浓度15～20%稀硫酸溶液，温度40～60℃，时间30～40分钟；中和清洗的所述碱性溶液是浓度为8～12%的NaOH溶液，中和清洗时间为15～20分钟。
4. 根据权利要求1所述的液压马达中连杆底弧面耐磨层的加工方法,其特征在于所述镀铜层为0.015～0.02mm。
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