CN106001512B - 一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法，属于柱塞泵转子加工成型技术领域，其特征是按如下步骤依次进行：a、硼砂放入烘干机中脱水得到块状无水硼砂；b、块状无水硼砂充分研磨得到无水硼砂粉末；c、将无水硼砂粉末和乙二醇溶液配制悬浊液，并将悬浊液搅拌均匀，其中无水硼砂粉末的质量‑体积浓度为1.86~2.33g/ml；d、打磨钢基体内表面，将悬浊液均匀涂覆于钢基体内表面后放入烘干箱中烘干；e、将钢基体充分预热；f、将熔炼好的铸造铜合金浇入充分预热的钢基体中，待冷却后，经过加工处理，即可得到钢‑铜双金属柱塞泵转子。本发明提高了柱塞泵转子力学性能，改善生产操作工艺，降低生产成本，为高耐磨、高强度转子的生产提供技术支持。

Description

一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法
技术领域
本发明属于柱塞泵转子加工成型技术领域，特别涉及一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法。
背景技术
柱塞泵转子是柱塞泵核心零件，常见的转子材料为钢、铜、铸铁及钢-铜双金属，钢制转子的柱塞孔是在热处理后采用磨孔、研孔而获得精度的，由于孔的深度为直径的3倍以上，所以生产效率低；对于铜转子孔多采用镗孔后挤压孔工艺，由于挤压工具质量不稳定，所以挤压精度不稳定，特别是在车床上镗孔后挤孔，孔的直线度及光洁度很难保证稳定。而采用钢-铜双金属可较好的解决上述问题，所以现有技术中常采用钢-铜双金属制造柱塞泵转子。
钢-铜双金属柱塞泵转子制备过程中，钢和铜两种金属材料在高温作用下进行相互扩散而形成的具有高耐磨、高结合强度的双金属材料，但是高温下钢基体易被氧化，所以现有技术中广泛使用熔融硼砂涂覆于钢基体内表面，抑制高温下钢基体表面氧化，但是采用熔融硼砂对钢基体进行高温保护操作工艺复杂、气氛保护气密性低、预热时间长、防护性差且成本高，不利于钢-铜双金属柱塞泵转子投入生产实际使用。
发明内容
本发明的发明目的为通过钢基体高温防氧化工艺提高柱塞泵转子力学性能，改善生产操作工艺，降低生产成本，为高耐磨、高强度转子的生产提供技术支持，本发明提供一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法。
本发明通过以下技术方案予以实现。
一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法，其特征在于，按如下步骤依次进行：
a、将含结晶水的硼砂放入烘干机中进行脱水，得到块状无水硼砂；
b、将块状无水硼砂进行研磨，得到无水硼砂粉末；
c、将无水硼砂粉末和乙二醇溶液配制悬浊液，并将悬浊液搅拌均匀，其中无水硼砂粉末的质量-体积浓度为1.86~2.33g/ml；
d、打磨钢基体内表面，将配制好的悬浊液均匀涂覆在钢基体内表面，然后将钢基体放入烘干箱内进行烘干；
e、待钢基体表面悬浊液呈透明粘稠胶状后，再将钢基体放入1000~1100℃高温炉中进行充分预热，即使钢基体表面温度与心部温度相同；
f、将熔炼好的铸造铜合金浇入充分预热的钢基体内，待冷却后，经过加工处理，即可得到钢-铜双金属柱塞泵转子。
进一步的，所述步骤a中含结晶水硼砂放入300±10℃烘干机中进行脱水，脱水时间为1~2h。
进一步的，所述步骤d中钢基体的烘干温度为120±10℃，烘干时间为4~5h。
进一步的，所述步骤d中悬浊液的涂覆厚度为2±0.5mm，且悬浊液不下流。
进一步的，所述铸造铜合金的分子式为ZCuPb20Sn5。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
1、本方法中采用的防氧化剂的组成为无水硼砂粉末与乙二醇溶液配制的悬浊液，并且优化无水硼砂粉末的质量-体积浓度为1.86~2.33g/ml，将防氧化剂涂覆于钢基体上，使得钢基体内表面有效防氧化。
2、本方法确定了钢基体预热温度，改善了钢基体高温预热防氧化的工艺，提高了钢铜双金属界面结合强度。
附图说明
图1为本发明制备的钢-铜双金属接合界面宏观图。
图2为实施例一制备的钢-铜双金属结合界面微观SEM图。
图3为实施例一制备的钢-铜双金属结合界面铁、铜元素线分析图。
图4为实施例二制备的钢-铜双金属结合界面微观SEM图。
图5为实施例二制备的钢-铜双金属结合界面铁、铜元素线分析图。
图6为实施例三制备的钢-铜双金属结合界面微观SEM图。
图7为实施例三制备的钢-铜双金属结合界面铁、铜元素线分析图。
具体实施方式
实施例一
如图1~3所示，一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法，其特征在于，按如下步骤依次进行：
a、将含结晶水的硼砂放入290℃烘干机中进行脱水，脱水时间为1h，得到块状无水硼砂。
b、将块状无水硼砂放入球磨机中进行充分球磨，得到无水硼砂粉末。
c、将无水硼砂粉末和乙二醇溶液配制悬浊液，并将悬浊液搅拌均匀，其中无水硼砂粉末的质量-体积浓度为2g/ml，即本实施例中添加无水硼砂42g，乙二醇溶液21ml。
d、打磨钢基体内表面，去除钢基体内表面上的氧化层及附着的杂质，将配制好的悬浊液均匀涂覆在钢基体内表面，涂覆厚度为1.5mm，待钢基体上的硼砂层不再下流，然后将钢基体放入烘干箱内进行烘干，烘干温度为110℃，烘干时间为4h。
e、待钢基体表面悬浊液呈透明粘稠胶状后，再将钢基体放入1000℃高温炉中进行充分预热，即使钢基体表面温度与心部温度相同。
f、将熔炼好的铸造铜合金ZCuPb20Sn5浇入充分预热的钢基体内，待冷却后，经过加工处理，即可得到钢-铜双金属柱塞泵转子。
本实施例中钢基体材质为45钢，经本工艺制备的45钢与ZCuPb20Sn5得到的钢-铜双金属柱塞泵转子剪切强度达到82MPa，符合工程实际要求。
实施例二
如图4~5所示，一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法，其特征在于，按如下步骤依次进行：
a、将含结晶水的硼砂放入300℃烘干机中进行脱水，脱水时间为1.5h，得到块状无水硼砂。
b、将块状无水硼砂放入球磨机中进行充分球磨，得到无水硼砂粉末。
c、将无水硼砂粉末和乙二醇溶液配制悬浊液，并将悬浊液搅拌均匀，其中无水硼砂粉末的质量-体积浓度为1.86g/ml，即本实施例中添加无水硼砂46.5g，乙二醇溶液25ml。
d、打磨钢基体内表面，去除钢基体内表面上的氧化层及附着的杂质，将配制好的悬浊液均匀涂覆在钢基体内表面，涂覆厚度为2mm，待钢基体上的硼砂层不再下流，然后将钢基体放入烘干箱内进行烘干，烘干温度为120℃，烘干时间为4.5h。
e、待钢基体表面悬浊液呈透明粘稠胶状后，再将钢基体放入1050℃高温炉中进行充分预热，即使钢基体表面温度与心部温度相同。
f、将熔炼好的铸造铜合金ZCuPb20Sn5浇入充分预热的钢基体内，待冷却后，经过加工处理，即可得到钢-铜双金属柱塞泵转子。
本实施例中钢基体材质为45钢，经本工艺制备的45钢与ZCuPb20Sn5得到的钢-铜双金属柱塞泵转子剪切强度达到85MPa，符合工程实际要求。
实施例三
如图6~7所示，一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法，其特征在于，按如下步骤依次进行：
a、将含结晶水的硼砂放入310℃烘干机中进行脱水，脱水时间为2h，得到块状无水硼砂。
b、将块状无水硼砂放入球磨机中进行充分球磨，得到无水硼砂粉末。
c、将无水硼砂粉末和乙二醇溶液配制悬浊液，并将悬浊液搅拌均匀，其中无水硼砂粉末的质量-体积浓度为2.33g/ml，即本实施例中添加无水硼砂34.95g，乙二醇溶液15ml。
d、打磨钢基体内表面，去除钢基体内表面上的氧化层及附着的杂质，将配制好的悬浊液均匀涂覆在钢基体内表面，涂覆厚度为2.5mm，待钢基体上的硼砂层不再下流，然后将钢基体放入烘干箱内进行烘干，烘干温度为130℃，烘干时间为5h。
e、待钢基体表面悬浊液呈透明粘稠胶状后，再将钢基体放入1100℃高温炉中进行充分预热，即使钢基体表面温度与心部温度相同。
f、将熔炼好的铸造铜合金ZCuPb20Sn5浇入充分预热的钢基体内，待冷却后，经过加工处理，即可得到钢-铜双金属柱塞泵转子。
本实施例中钢基体材质为45钢，经本工艺制备的45钢与ZCuPb20Sn5得到的钢-铜双金属柱塞泵转子剪切强度达到95MPa，符合工程实际要求。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法，其特征在于，按如下步骤依次进行：
a、将含结晶水的硼砂放入烘干机中进行脱水，得到块状无水硼砂；
b、将块状无水硼砂进行研磨，得到无水硼砂粉末；
c、将无水硼砂粉末和乙二醇溶液配制悬浊液，并将悬浊液搅拌均匀，其中无水硼砂粉末的质量-体积浓度为1.86~2.33g/ml；
d、打磨钢基体内表面，将配制好的悬浊液均匀涂覆在钢基体内表面，然后将钢基体放入烘干箱内进行烘干；
e、待钢基体表面悬浊液呈透明粘稠胶状后，再将钢基体放入1000~1100℃高温炉中进行充分预热；
f、将熔炼好的铸造铜合金浇入充分预热的钢基体内，待冷却后，经过加工处理，即可得到钢-铜双金属柱塞泵转子；
所述步骤d中悬浊液的涂覆厚度为2±0.5mm，且悬浊液不下流。
2.根据权利要求1所述的一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法，其特征在于：所述步骤a中含结晶水硼砂放入300±10℃烘干机中进行脱水，脱水时间为1~2h。
3.根据权利要求1所述的一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法，其特征在于：所述步骤d中钢基体的烘干温度为120±10℃，烘干时间为4~5h。
4.根据权利要求1所述的一种高温防氧化柱塞泵转子制造方法，其特征在于：所述铸造铜合金的分子式为ZCuPb20Sn5。
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