CN103192071B - 液压补油泵内外转子粉末冶金配方及制造方法 - Google Patents

Abstract

液压补油泵内外转子粉末冶金配方，根据实际工况及各零部件的结构受力分析，内转子和外转子的粉末冶金配方采用两种不同配方，内转子：碳0.7～0.9%，镍2～3%，铜1.5～2.5%，余量为铁粉；外转子：碳0.5～0.8%，镍0.5～1.8%，钼2～3%，锰2～3%，余量为铁粉；其液压补油泵内外转子制造方法包括压制→烧结→回火→半精加工→倒角→精密整形→精加工→抛光去毛刺→清洗防蚀处理。本发明中内转子与外转子采用不同配方制造，有效解决现有的补油泵摆线内外转子存在的不足，其耐高温高压、耐磨损、抗冲击、长寿命，能够满足长时间负载运行的需求，避免对主泵及其他零部件造成损坏。

Description

液压补油泵内外转子粉末冶金配方及制造方法

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体为一种液压补油泵内外转子粉末冶金配方及制造方法。

背景技术

粉末冶金是通过压结成形和烧结固化等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，对于要求不高的，此制品即可为成品，也可通过后续精加工获得更高的精度，满足设计和使用的需要，节省工时，避免不必要的余量加工，大大降低生产成本。补油泵摆线内外转子用于现代高压柱塞泵的伺服控制及闭环系统的液压油循环冷却，为满足伺服控制的要求，高压柱塞泵内外转子结构复杂，设计要求精度极高，且要满足耐高温高压、耐磨损、抗冲击、长寿命、长时间负载运行的需求，此对于内外转子的制造工艺提出了极高的要求。

补油泵作为闭式系统控制的核心动力源，一旦出现异常卡滞，整套闭式系统将会即刻瘫痪，闭式系统常用于工程机械，尤其是水泥搅拌车上应用广泛，一旦控制系统崩溃，水泥储备罐立即停止运行，若不能及时检修更换，势必导致罐内水泥凝固，进而导致水泥储备罐报废。而补油泵的动力轴和主泵的动力轴为串联结构，即补油泵一旦卡滞势必会影响到主泵，若不能采取有效的措施将卡滞阻力及时的卸掉，会直接造成主泵零部件的损坏，此将给维修工作带来极大的不便和造成不必要的经济损失。如何能够设计出一套既能够满足补油泵的工况需要，又能够在出现异常情况卡滞时及时的将卡滞负荷卸掉，避免对主泵及其他零部件造成损坏，已经成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种液压补油泵内外转子粉末冶金配方及制造方法，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

液压补油泵内外转子粉末冶金配方，根据实际工况及各零部件的结构受力分析，内转子和外转子的粉末冶金配方采用两种不同配方，并配以不同的热处理工艺，尤其是内转子，材料硬度和强度满足额定负载的需要，但在超出额定安全系数的情况下，内花键结构易滑脱，从而卸掉卡滞负载，保证其他主件的安全性，以满足实际需要，既能够满足常规工况下的需要，又能够解决技术背景里的问题，具体原料配比如下：

内转子：碳0.7～0.9%，镍2～3%，铜1.5～2.5%，余量为铁粉；

外转子：碳0.5～0.8%，镍0.5～1.8%，钼2～3%，锰2～3%，余量为铁粉。

在本发明中，液压补油泵内外转子制造方法包括压制→烧结→回火→半精加工→倒角→精密整形→精加工→抛光去毛刺→清洗防蚀处理；具体步骤如下：

1）压制：将混合好的铁基粉末经压机设备及相应的模具压制成型，压制成型的初坯密度，内转子不低于6.7g/cm³，外转子不低于7.1g/cm³；

2）烧结：将步骤1）所得的初坯件按照设定的程序送入烧结电炉中，采用气体保护，按照既定要求完成初坯向烧结坯的转变；

3）回火：待烧结坯气体保护空冷后进行回火处理，内转子回火温度260℃，外转子回火温度177℃，其中，内转子和外转子机械性能如下：

内转子：最低强度30×10³psi，极限强度45×10³psi，屈服强度35×10³psi，弹性模量17.5×10⁶psi，泊松比0.25，缺口简支梁冲击功7.5J，横向断裂强度85×10³psi，压缩屈服强度35×10³psi，硬度63HRB；

外转子：最低强度310MPa，极限强度460MPa，屈服强度360MPa，弹性模量150GPa， 泊松比0.27，缺口简支梁冲击功16J，横向断裂强度860MPa，压缩屈服强度360MPa，硬度70HRB；

4）半精加工：对经回火处理后的内转子烧结坯进行两端端面半精车削，对经回火处理后的外转子烧结坯进行两端端面及外圆半精车削，车削时内转子采用外轮廓作为统一基准定位装夹，外转子采用内轮廓作为统一基准定位装夹，车削后的端面作为后续精整工序的定位精基准，保证双端面之间的平行度及双端面相对外圆回转中心的垂直度；

5）倒角：采用倒角设备对内转子的外轮廓及外转子的内轮廓及端面形成的轮廓线进行倒角，便于后续精整导向及装配使用；

6）精密整形：内转子采用复合模以端面作为定位基准一次性完成内传动花键及外轮廓的精密整形，内花键和外轮廓的同轴度由已经校正的精整模具自身保证，采用互为基准的工艺方法进而保证端面相对内花键和外轮廓的回转中心的垂直度；外转子以端面和外圆作为定位基准完成内轮廓的精密整形，采用互为基准的工艺方法保证了内轮廓相对端面的垂直度及相对外圆的同轴度；

7）精加工：内转子两端面采用互为基准进行平面磨削，外转子两端面采用互为基准进行平面磨削，外转子的外圆采用套装后成组无心磨削工艺，既解决了短圆柱体的外圆磨削难问题又保证了内轮廓相对外圆的同轴度要求；

8）抛光去毛刺：采用羊毛毡抛除加工工件上留下的锐边及毛刺，并提高配合表面的粗糙度；

9）清洗防蚀处理：对抛光后的内转子和外转子进行清洗，并采用浸泡防蚀液后烘干处理方式达到防蚀效果。

在本发明中，步骤5）中倒角设备为自动双向倒角机。

在本发明中，步骤9）中防蚀液为环氧胶、复配型缓蚀剂及锌粉混合配比液。

在本发明中，内转子为动力转子，外动力花键轴插入传动花键驱动内转子旋转进而带动外转子旋转，在外转子与内转子发生相对运动的同时，传动花键将液压补油泵中常压液压油从分界线左侧型腔压送至右侧型腔，并形成压力油输出；内转子与外转子之间设置有间隙孔，防止内转子与外转子产生冲击变形，有效提高转子使用寿命，同时在补油泵出现异常卡滞，及时卸掉卡滞负荷，保护主泵，降低经济损失。

有益效果

本发明中内转子与外转子采用不同配方制造，有效解决现有的补油泵摆线内外转子存在的不足，其耐高温高压、耐磨损、抗冲击、长寿命，能够满足长时间负载运行的需求，同时在出现异常情况卡滞时及时将卡滞负荷卸掉，避免对主泵及其他零部件造成损坏。

附图说明

图1为本发明的内转子和外转子组装结构示意图。

图2为图1中A-A处剖视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

液压补油泵内外转子粉末冶金配方，根据实际工况及各零部件的结构受力分析，内转子和外转子的粉末冶金配方采用两种不同配方，并配以不同的热处理工艺，以满足实际需要，既能够满足常规工况下的需要，又能够解决技术背景里的问题，具体原料配比如下：

内转子：碳0.7～0.9%，镍2～3%，铜1.5～2.5%，余量为铁粉；

外转子：碳0.5～0.8%，镍0.5～1.8%，钼2～3%，锰2～3%，余量为铁粉。

在本实施例中，液压补油泵内外转子制造方法包括压制→烧结→回火→半精加工→倒角→精密整形→精加工→抛光去毛刺→清洗防蚀处理；具体步骤如下：

1）压制：将混合好的铁基粉末经压机设备及相应的模具压制成型，压制成型的初坯密度，内转子不低于6.7g/cm³，外转子不低于7.1g/cm³；

2）烧结：将步骤1）所得的初坯件按照设定的程序送入烧结电炉中，采用气体保护，按照既定要求完成初坯向烧结坯的转变；

3）回火：待烧结坯气体保护空冷后进行回火处理，内转子回火温度260℃，外转子回火温度177℃，其中，内转子和外转子机械性能如下：

内转子：最低强度30×10³psi，极限强度45×10³psi，屈服强度35×10³psi，弹性模量17.5×10⁶psi，泊松比0.25，缺口简支梁冲击功7.5J，横向断裂强度85×10³psi，压缩屈服强度35×10³psi，硬度63HRB；

外转子：最低强度310MPa，极限强度460MPa，屈服强度360MPa，弹性模量150GPa， 泊松比0.27，缺口简支梁冲击功16J，横向断裂强度860MPa，压缩屈服强度360MPa，硬度70HRB；

4）半精加工：对经回火处理后的内转子烧结坯进行两端端面半精车削，对经回火处理后的外转子烧结坯进行两端端面及外圆半精车削，车削时内转子采用外轮廓作为统一基准定位装夹，外转子采用内轮廓作为统一基准定位装夹，车削后的端面作为后续精整工序的定位精基准，保证双端面之间的平行度及双端面相对外圆回转中心的垂直度；

5）倒角：采用倒角设备对内转子的外轮廓及外转子的内轮廓及端面形成的轮廓线进行倒角，便于后续精整导向及装配使用；

6）精密整形：内转子采用复合模以端面作为定位基准一次性完成内传动花键及外轮廓的精密整形，内花键和外轮廓的同轴度由已经校正的精整模具自身保证，采用互为基准的工艺方法进而保证端面相对内花键和外轮廓的回转中心的垂直度；外转子以端面和外圆作为定位基准完成内轮廓的精密整形，采用互为基准的工艺方法保证了内轮廓相对端面的垂直度及相对外圆的同轴度；

7）精加工：内转子两端面采用互为基准进行平面磨削，外转子两端面采用互为基准进行平面磨削，外转子的外圆采用套装后成组无心磨削工艺，既解决了短圆柱体的外圆磨削难问题又保证了内轮廓相对外圆的同轴度要求；

8）抛光去毛刺：采用羊毛毡抛除加工工件上留下的锐边及毛刺，并提高配合表面的粗糙度；

9）清洗防蚀处理：对抛光后的内转子和外转子进行清洗，并采用浸泡防蚀液后烘干处理方式达到防蚀效果，防蚀要求6个月以上。

在本实施例中，根据上述液压补油泵内外转子粉末冶金配方及制造方法，参见图1、图2所示的外转子1和内转子2；在液压补油泵运行过程，内转子2为动力转子，外动力花键轴插入传动花键驱动内转子2旋转进而带动外转子1旋转，在外转子1与内转子2发生相对运动的同时，传动花键将液压补油泵中常压液压油从分界线左侧型腔压送至右侧型腔，并形成压力油输出；内转子2与外转子1之间设置有间隙孔，防止内转子2与外转子1产生冲击变形，有效提高转子使用寿命，同时在补油泵出现异常卡滞，及时卸掉卡滞负荷，保护主泵，降低经济损失。

    以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.液压补油泵内外转子制造方法，根据实际工况及各零部件的结构受力分析，内转子和外转子的粉末冶金配方采用两种不同配方，具体原料配比如下：

内转子：碳0.7～0.9％，镍2～3％，铜1.5～2.5％，余量为铁粉；

外转子：碳0.5～0.8％，镍0.5～1.8％，钼2～3％，锰2～3％，余量为铁粉；其特征在于，制造方法包括压制→烧结→回火→半精加工→倒角→精密整形→精加工→抛光去毛刺→清洗防蚀处理；具体步骤如下：

1)压制：将混合好的铁基粉末经压机设备及相应的模具压制成型，压制成型的初坯密度，内转子不低于6.7g/cm³，外转子不低于7.1g/cm³；

2)烧结：将步骤1)所得的初坯件按照设定的程序送入烧结电炉中，采用气体保护，按照既定要求完成初坯向烧结坯的转变；

3)回火：待烧结坯气体保护空冷后进行回火处理，内转子回火温度260℃，外转子回火温度177℃，其中，内转子和外转子机械性能如下：

内转子：最低强度30×10³psi，极限强度45×10³psi，屈服强度35×10³psi，弹性模量17.5×10⁶psi，泊松比0.25，缺口简支梁冲击功7.5J，横向断裂强度85×10³psi，压缩屈服强度35×10³psi，硬度63HRB；

外转子：最低强度310MPa，极限强度460MPa，屈服强度360MPa，弹性模量150GPa，泊松比0.27，缺口简支梁冲击功16J，横向断裂强度860MPa，压缩屈服强度360MPa，硬度70HRB；

4)半精加工：对经回火处理后的内转子烧结坯进行两端端面半精车削，对经回火处理后的外转子烧结坯进行两端端面及外圆半精车削，车削时内转子采用外轮廓作为统一基准定位装夹，外转子采用内轮廓作为统一基准定位装夹，车削后的端面作为后续精整工序的定位精基准，保证双端面之间的平行度及双端面相对外圆回转中心的垂直度；

5)倒角：采用倒角设备对内转子的外轮廓及外转子的内轮廓及端面形成的轮廓线进行倒角，便于后续精整导向及装配使用；

6)精密整形：内转子采用复合模以端面作为定位基准一次性完成内传动花键及外轮廓的精密整形，内花键和外轮廓的同轴度由已经校正的精整模具自身保证，采用互为基准的工艺方法进而保证端面相对内花键和外轮廓的回转中心的垂直度；外转子以端面和外圆作为定位基准完成内轮廓的精密整形，采用互为基准的工艺方法保证了内轮廓相对端面的垂直度及相对外圆的同轴度；

7)精加工：内转子两端面采用互为基准进行平面磨削，外转子两端面采用互为基准进行平面磨削，外转子的外圆采用套装后成组无心磨削工艺，既解决了短圆柱体的外圆磨削难问题又保证了内轮廓相对外圆的同轴度要求；

8)抛光去毛刺：采用羊毛毡抛除加工工件上留下的锐边及毛刺，并提高配合表面的粗糙度；

9)清洗防蚀处理：对抛光后的内转子和外转子进行清洗，并采用浸泡防蚀液后烘干处理方式达到防蚀效果。