CN104564668B - 汽车转向泵定子 - Google Patents

Abstract

本发明属于转向泵技术领域，特别涉及一种汽车转向泵定子，该定子包括呈圆柱状的本体，在本体中部开设有轴向贯通本体的型腔孔，型腔孔呈椭圆状且具有长轴端和短轴端，在本体上开设有两对称设置的紧固孔且两紧固孔与型腔孔的短轴端处于同一直线上，在本体两端面上均开设有两个对称设置的储存槽，且处于本体同一端面的两储存槽的中心连线与型腔孔的长轴端处于同一直线上。而且，本发明汽车转向泵定子由铁基粉末冶金材料制成，其强度、硬度、耐高温、耐磨损等综合性能较好，结构稳固，使用寿命长。

Description

汽车转向泵定子

技术领域

本发明属于转向泵技术领域，特别涉及一种汽车转向泵定子。

背景技术

汽车用转向泵一般包括泵壳、转子、叶片、盖板、抽气接口、回油接头等部件。转子顺时针旋转，密闭空间体积先由小变大，经由抽气接头抽气，转子继续旋转时，密闭空间由大变小，再经由回油接头排气。

由上述转向泵的工作过程可以看出，定子在工作过程中承受着较大的径向转动力，因此亟需一种结构稳定、材料牢靠的真空泵转子以应对使用环境苛刻的汽车真空泵。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构稳固、使用寿命长的汽车转向泵定子。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种汽车转向泵定子，包括呈圆柱状的本体，其特征在于，在本体中部开设有轴向贯通本体的型腔孔，所述型腔孔呈椭圆状且具有长轴端和短轴端，在本体上开设有两对称设置的紧固孔且两紧固孔与型腔孔的短轴端处于同一直线上，在本体两端面上均开设有两个对称设置的储存槽，且处于本体同一端面的两储存槽的中心连线与型腔孔的长轴端处于同一直线上。

在上述的汽车转向泵定子中，每个储存槽均具有三个出槽口且出槽口开设于本体侧壁上，每个储存槽上的其中一个出槽口均位于型腔孔的长轴端所处的直线上，另外两个出槽口对称分列在上述出槽口的两侧。

在上述的汽车转向泵定子中，在本体两端面上均开设有对称设置的两过油缺口，所述过油缺口位于储存槽和紧固孔之间，过油缺口的底面由水平面和倾斜面组成，其中水平面与本体端面平行设置且与型腔孔相通，倾斜面一侧与水平面圆弧过渡，另一侧倾斜连接至本体侧壁上。

在上述的汽车转向泵定子中，在本体两端面上均开设有对称设置的凹口，上述的定位孔位于凹口和过油缺口之间，凹口的开口方向面朝型腔孔且与型腔孔相通，在凹口内开设有轴向贯通本体的进油孔。

在上述的汽车转向泵定子中，所述定子由铁基粉末冶金材料制成。铁基粉末冶金材料具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损、价格便宜等优点，将其制成本发明汽车转向泵定子，使本发明汽车转向泵定子具有强度高、硬度大、耐高温和耐磨损等优良的综合性能。

在上述的汽车转向泵定子中，所述铁基粉末冶金材料主要由以下成分(以质量百分比计)组成：C：0.6-0.9％，Cu：0.5-2.5％，Ni：1.0-3.0％，稀土元素：0.5-0.6％，P：0.1-0.15％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。

为了提高铁基粉末冶金材料的性能，本发明在铁基体中添加合金元素，使材料主要由C、Cu、Ni、P、Fe和稀土元素组成。其中，碳的主要作用是调节材料中铁素体和珠光体的相对含量，对材料的硬度和强度具有较大的影响。Cu是铁基粉末冶金材料中常用的合金元素，可以完全固溶于Fe基体中，起到固溶强化的作用，显著提高材料的硬度和强度。但是，在高温烧结时，Cu固溶于铁基体中，在其原来的位置上留下孔隙，造成制品的体积膨胀，烧结密度降低。而在铁基材料中添加合金元素Ni，可以降低由Cu引起的烧结膨胀，Ni在铁基材料中有促进致密化的作用，它可以使孔隙减少、球化，提高试样的烧结密度。

此外，不含Ni的铁基粉末冶金材料主要为铁素体和少量的珠光体，加入合金元素Ni后，随着Ni含量的增加，铁素体区域不断减小，珠光体相对含量不断增加。在冷却过程中，Ni可以降低珠光体中的C含量，促进奥氏体向珠光体转变，在总体C含量不变的情况下，增加珠光体的含量。而珠光体的强度较高、硬度适中、塑性和韧性较好，因此，随着Ni含量的增加材料的硬度和压溃强度也在不断增强。但是，当Ni含量超过一定范围时，材料晶粒变得粗大，还会出现强度较低的奥氏体组织和硬脆的马氏体组织，导致材料力学性能变差。

由于P铁中扩散速度较慢，易于在晶界处产生偏析，会导致材料变得硬脆，因此，P在铁中常被认为是有害元素。但是，本发明反其道而行之，在材料中添加了0.1-0.15％的P。因为，根据微合金化理论的研究结果，在提高铁的屈服强度和抗拉强度方面，P对Fe的作用比Cu对Fe的作用高20倍，P可以形成Fe-P固溶体起到固溶强化的作用，还可以形成共晶液相，加速原子扩散、促进烧结致密化，使铁基粉末冶金材料的强度和硬度有明显的提升。但当P含量超过0.15％后，P对材料不但没有增强作用，反而使材料的强度明显下降。因此，P的含量必须控制在本发明上述范围内。

而在铁基粉末冶金材料中加入微量稀土元素，可以显著提高材料的显微硬度、强度和韧性等性能。而且稀土元素可以活化烧结，有利于球磨时合金粉末的破碎和活性氧的去除。另外，添加稀土元素可以中和部分干扰元素的不良作用，细化组织，强化材料的性能。

在上述的汽车转向泵定子中，所述定子进行热处理，所述热处理包括淬火和回火，所述淬火温度为800-900℃，保温时间为20-40min，回火温度为180-260℃，保温时间为60-100min。热处理工艺是保证定子性能的重要处理工艺，热处理工艺的参数需要根据定子的组成成分及其质量百分比进行精确选取，否则定子性能受到严重影响。

在上述的汽车转向泵定子中，所述淬火采用温度为50-60℃的油淬。由于铁基粉末冶金材料具有孔隙度，本发明采用温油进行油淬，可以减缓材料的冷却速度，降低材料开裂的发生率。

在上述的汽车转向泵定子中，所述定子表面还经过水蒸气氧化处理。将铁基粉末冶金材料制成的定子采用水蒸气氧化处理，形成致密氧化膜，可以使产品达到密封的效果，使液体和气体等不能透过定子，降低表面活性，提高耐腐性，避免了定子在应用时发生漏损现象。除此之外，对定子进行水蒸气氧化处理还可以增强定子的美观度，改善定子的耐磨性、耐腐蚀性等性能，延长定子的使用寿命。而水蒸气氧化处理后的定子的性能主要取决于水蒸气氧化处理时的参数等条件，本发明优选定子在530-550℃条件下处理约1-2h，使定子密度增加0.1-0.2g/cm³，强度、硬度、耐腐蚀等性能也相应得到提高。

在上述的汽车转向泵定子中，所述定子还经过去磁处理消磁。本发明定子采用铁基粉末冶金材料制成，且定子经过水蒸气氧化处理(水蒸气与铁基材料发生反应生成一种粘附性的兰-灰色铁氧化物，具有磁性)，使定子具有一定的磁性，因此，本发明需要对定子进行去磁处理，使定子最大磁通量＜5高斯。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、当转向泵在工作时，在本体表面上会产生有油污或杂质，而储存槽的作用在于收纳本体表面处的油污或杂质，保证本体表面的清洁及转向泵工作时的稳定性。

2、本发明定子采用铁基粉末冶金材料经特定工艺制成，具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损等较好的综合性能，使用寿命长，且成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的立体结构示意图。

图3是本发明的剖视结构示意图。

图中，1、本体；11、型腔孔；11a、长轴端；11b、短轴端；12、紧固孔；13、储存槽；13a、出槽口；14、过油缺口；14a、水平面；14b、倾斜面；15、凹口；16、进油孔。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1至图3所示，本汽车转向泵定子包括呈圆柱状的本体1，在本体1中部开设有轴向贯通本体1的型腔孔11，型腔孔11呈椭圆状且具有长轴端11a和短轴端11b，在本体1上开设有两对称设置的紧固孔12且两紧固孔12与型腔孔11的短轴端11b处于同一直线上，在本体1两端面上均开设有两个对称设置的储存槽13，且处于本体1同一端面的两储存槽13的中心连线与型腔孔11的长轴端11a处于同一直线上。

当转向泵在工作时，在本体1表面上会产生有油污或杂质，而储存槽13的作用在于收纳本体1表面处的油污或杂质，保证本体1表面的清洁及转向泵工作时的稳定性。

进一步的，每个储存槽13均具有三个出槽口13a且出槽口13a开设于本体1侧壁上，每个储存槽13上的其中一个出槽口13a均位于型腔孔11的长轴端11a所处的直线上，另外两个出槽口13a对称分列在上述出槽口13a的两侧。通过出槽口13a可以将储存槽13内的污渍及时排放出去，避免储存槽13因堆积躲过的污渍而造成堵塞并影响转向泵整体工作。

进一步的，在本体1两端面上均开设有对称设置的两过油缺口14，所述过油缺口14位于储存槽13和紧固孔12之间，过油缺口14的底面由水平面14a和倾斜面14b组成，其中水平面14a与本体1端面平行设置且与型腔孔11相通，倾斜面14b一侧与水平面14a圆弧过渡，另一侧倾斜连接至本体1侧壁上。过油缺口14主要用于将型腔孔11内的液压油排放至外部，同时过油缺口14处的水平面14a不仅能使型腔孔11内的液压油顺利通过，而且还不影响转子在型腔孔11内的运转，而倾斜面14b能加快液压油排放至定子外部。

进一步的，在本体1两端面上均开设有对称设置的凹口15，上述的定位孔位于凹口15和过油缺口14之间，凹口15的开口方向面朝型腔孔11且与型腔孔11相通，在凹口15内开设有轴向贯通本体1的进油孔16。具体的说，进油孔16位于型腔孔11的长轴端11a和短轴端11b之间，通过进油孔16可以使液压油进入至型腔孔11内，而凹口15的开口方向面朝型腔孔11设置，使得液压油通过进油孔16后能快速的流入至型腔孔11内。

其中，所述定子由铁基粉末冶金材料制成，所述铁基粉末冶金材料主要由以下成分(以质量百分比计)组成：C：0.6-0.9％，Cu：0.5-2.5％，Ni：1.0-3.0％，稀土元素：0.5-0.6％，P：0.1-0.15％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。

表1：本发明实施例1-4定子的组成成分及其质量百分比

实施例1：

取按表1中实施例1中的组成成分及其质量百分比的铁基粉末冶金材料制成的定子坯件。先将定子坯件进行热处理，热处理包括淬火和回火，淬火温度为800℃，保温时间为40min，淬火采用温度为50℃的油淬，回火温度为180℃，保温时间为100min。定子坯件经热处理后再在530℃条件下采用水蒸气氧化处理2h。最后定子坯件经去磁处理，制得最终定子。

实施例2：

取按表1中实施例2中的组成成分及其质量百分比的铁基粉末冶金材料制成的定子坯件。先将定子坯件进行热处理，热处理包括淬火和回火，淬火温度为830℃，保温时间为35min，淬火采用温度为55℃的油淬，回火温度为200℃，保温时间为90min。定子坯件经热处理后再在540℃条件下采用水蒸气氧化处理2h。最后定子坯件经去磁处理，制得最终定子。

实施例3：

取按表1中实施例3中的组成成分及其质量百分比的铁基粉末冶金材料制成的定子坯件。先将定子坯件进行热处理，热处理包括淬火和回火，淬火温度为860℃，保温时间为30min，淬火采用温度为55℃的油淬，回火温度为230℃，保温时间为80min。定子坯件经热处理后再在540℃条件下采用水蒸气氧化处理1h。最后定子坯件经去磁处理，制得最终定子。

实施例4：

取按表1中实施例4中的组成成分及其质量百分比的铁基粉末冶金材料制成的定子坯件。先将定子坯件进行热处理，热处理包括淬火和回火，淬火温度为900℃，保温时间为20min，淬火采用温度为60℃的油淬，回火温度为260℃，保温时间为60min。定子坯件经热处理后再在550℃条件下采用水蒸气氧化处理1h。最后定子坯件经去磁处理，制得最终定子。

将本发明实施例1-4制得的定子进行性能测试，测试结果如表2所示。

表2：本发明实施例1-4定子的性能测试结果

本发明还在实施例1-4的基础上，通过控制单一变量制备对比例定子，与本发明实施例进行对比。

对比例1-4采用实施例1-4中所述的元素质量百分比配比。

不同的是，对比例1热处理工艺中淬火温度为920℃；

对比例2热处理工艺中淬火温度为780℃；

对比例3的热处理工艺中回火温度为150℃；

对比例4的热处理工艺中回火温度为300℃。

对比例5-8采用实施例1-4中所述的元素质量百分比配比。

不同的是，对比例5不进行水蒸气氧化处理；

对比例6水蒸气氧化处理的温度为480℃；

对比例7水蒸气氧化处理的温度为580℃；

对比例8水蒸气氧化处理后不进行去磁处理。

对比例9与实施例3进行对比，区别仅在于对比例9中P含量为0.18％。

将对比例制得的定子同样进行性能测试，测试结果如表3所示。

表3：对比例1-9制得的定子的性能测试结果

从表3制得的对比例定子可知，对本发明定子质量百分比配比及其工艺进行细小的改变，都会影响本发明最终制得的定子的性能，使定子的不合格率升高。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种汽车转向泵定子，包括呈圆柱状的本体，其特征在于，在本体中部开设有轴向贯通本体的型腔孔，所述型腔孔呈椭圆状且具有长轴端和短轴端，在本体上开设有两对称设置的紧固孔且两紧固孔与型腔孔的短轴端处于同一直线上，在本体两端面上均开设有两个对称设置的储存槽，且处于本体同一端面的两储存槽的中心连线与型腔孔的长轴端处于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的汽车转向泵定子，其特征在于，每个储存槽均具有三个出槽口且出槽口开设于本体侧壁上，每个储存槽上的其中一个出槽口均位于型腔孔的长轴端所处的直线上，另外两个出槽口对称分列在上述出槽口的两侧。

3.根据权利要求1或2所述的汽车转向泵定子，其特征在于，在本体两端面上均开设有对称设置的两过油缺口，所述过油缺口位于储存槽和紧固孔之间，过油缺口的底面由水平面和倾斜面组成，其中水平面与本体端面平行设置且与型腔孔相通，倾斜面一侧与水平面圆弧过渡，另一侧倾斜连接至本体侧壁上。

4.根据权利要求3所述的汽车转向泵定子，其特征在于，在本体两端面上均开设有对称设置的凹口，定位孔位于凹口和过油缺口之间，凹口的开口方向面朝型腔孔且与型腔孔相通，在凹口内开设有轴向贯通本体的进油孔。

5.根据权利要求1所述的汽车转向泵定子，其特征在于，所述定子由铁基粉末冶金材料制成。

6.根据权利要求5所述的汽车转向泵定子，其特征在于，所述铁基粉末冶金材料主要由以下质量百分比成分组成：C：0.6-0.9％，Cu：0.5-2.5％，Ni：1.0-3.0％，稀土元素：0.5-0.6％，P：0.1-0.15％，余量为Fe以及不可避免的杂质元素。

7.根据权利要求5所述的汽车转向泵定子，其特征在于，所述定子进行热处理，所述热处理包括淬火和回火，所述淬火温度为800-900℃，保温时间为20-40min，回火温度为180-260℃，保温时间为60-100min。

8.根据权利要求7所述的汽车转向泵定子，其特征在于，所述淬火采用温度为50-60℃的油淬。

9.根据权利要求5或7所述的汽车转向泵定子，其特征在于，所述定子表面还经过水蒸气氧化处理。

10.根据权利要求9所述的汽车转向泵定子，其特征在于，所述定子还经过去磁处理消磁。