CN106111977A - 一种机油泵转子制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种机油泵转子制造方法，属于机油泵零部件技术领域。本发明包括以下步骤：混料、压制压坯、预烧、复压、烧结、整形、回火、二次整形、热处理。最终可获得最终密度≥7.2g/cm³，硬度≥HRC40的成品。本发明采用了粉末冶金压制方法制备摆线转子，可实现大批量生产，生产效率高，产品稳定性好，材料利用率高等优点；本发明生产出的摆线转子密度高，可以达到7.2g/cm³，这是一般粉末冶金方法无法达到的；淬火后产品硬度可达到HRC40以上，具有较好的耐磨性，使用寿命大大增加；提高了材料利用率，降低了加工难度，提高了生产效率以及产品的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及机油泵零部件技术领域，尤其是涉及一种机油泵转子制造方法。
背景技术
摆线转子广泛应用于机床、汽车等机电产品的机油润滑泵内，现有的摆线转子通常采用钢材为原料，通过线切割或铣加工加工出摆线、中心距和驱动键，存在不足是：加工工序繁琐，需要高精度的机械加工设备，且生产效率低，材料利用率低，加工精度低，制造成本较高，大批量生产，需要频繁更换夹具和刀具，影响产品的一致性和精度，特别是对于转子的摆线轮廓。现有粉末冶金方法虽然也能制备摆线转子，但其精度和强度普遍较低，如JB/T8413.3-2008要求密度6.4g/cm3，表观硬度HBW60-120，齿廓表面精度Ra1.6，JB/T7379-94的要求，齿廓表面精度Ra只有3.2；转子的精度和一致性，会影响内外转子的配合间隙和机油泵的使用寿命；无法应用于高端机油泵上，如美国Parker Hannifin公司的机油泵。
发明内容
本发明的目的是针对以上现有机油泵摆线转子的不足，提供一种机油泵转子制造方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种高密度摆线转子制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)混料：按重量百分比含量称取原料，0-3.5％的铜粉、0.5-1.1％的石墨、锭子油0.05-0.10％、硬脂酸锌0.4-1.1％，余量为铁基合金粉；加入混料机中混合均匀后取出，获得混合粉；所述铁基合金粉，含有1.0-2.0％的镍、0.4-1.2％的钼，其余为铁；
(2)压制压坯：在压机上安装好转子压制模具，向模具型腔内装入混合粉，压制内外转子压坯，压坯密度为7.05-7.15g/cm3；
(3)预烧：将压制压坯置于保护气氛中，650-800℃温度下进行预烧，预烧时间为30-50min，形成预烧毛坯；
(4)复压：在压机上安装好转子复压模具，向模具型腔内放入预烧毛坯，复压预烧毛坯，获得复压毛坯，复压毛坯密度＞7.15g/cm3；
(5)烧结：将复压毛坯置于保护气氛中，1080-1120℃温度下进行烧结，烧结时间为30-50min，形成烧结毛坯；
(6)整形：在压机上安装好转子整形模具，向模具型腔中放入烧结毛坯，将烧结毛坯进行整形，获得整形毛坯，整形毛坯密度≥7.2g/cm3，整形余量为0.02-0.10mm；
(7)回火：将整形毛坯置于保护气氛中，850-950℃温度下进行高温回火，回火时间为30-50min，形成回火毛坯；
(8)二次整形：在压机上安装好转子整形模具，向模具型腔中放入回火毛坯，进行二次整形，获得二次整形毛坯，二次整形毛坯密度≥7.2g/cm3，整形余量为0.00-0.02mm；
(9)热处理：将二次整形毛坯放入860-950℃的淬火炉中淬火20-40min，然后在160-200℃回火10-30min，得热处理后产品，回火后产品硬度≥HRC40。
所述步骤(1)中铜粉为电解铜粉；所述步骤(1)中铁基合金粉为雾化合金铁粉。
所述机油泵转子的齿廓表面精度Ra0.4。
所述机油泵转子的洛氏硬度为≥40HRC。
本申请制造的机油泵转子，经实测，密度≥7.2g/cm3，硬度≥40HRC，齿廓表面精度Ra0.4，齿廓表面轮廓度小于0.015；其中硬度采用HR-150A洛氏硬度计进行检测，齿廓表面精度采用2205A型表面粗糙度测量仪进行检测，齿廓表面轮廓度采用蔡司G2三坐标进行检测；本申请制造的转子，经装机试验，运行时间超过300H，机油泵型号为美国ParkerHannifin公司的PGG20030。
与现有技术相比，本申请有益效果体现在：
(1)机油泵用摆线内外转子是以内转子为主动轮，外转子为从动轮，两者做同向运动，内外转子之间会有摩擦，低精度的齿廓表面，会加剧磨损，低硬度的产品，会不耐磨损；本申请与现有技术相比，提高了转子的密度和硬度，增加了转子的耐磨性；大幅度提升了齿廓表面精度，提升精度，可以减少摩擦阻力，增加机油泵的效率；本申请制备的摆线转子，实际摆线轮廓与轮廓设计偏差很小，轮廓度只有0.015mm，摆线轮廓一致性较好，内外转子的装配间隙稳定，在装配时不需要试装配对，可以提升装配效率；
(2)本申请混料配方具有良好的压缩性能，600-650MPa时压缩性为7.10-7.20g/cm3，使用的铁基合金粉，即预合金粉，可以增加材料合金成分的均匀性，降低烧结温度，在产品压制完成后进行预烧，预烧可以烧去压坯中的硬脂酸锌锭子油等，预烧后的产品，空隙率增加，这时复压可以进一步增加产品的密度和均匀性，使产品的密度差小于0.015g/cm3，然后进行烧结，使产品达到需要的强度和硬度；整形可以提高产品的尺寸和精度等级，回火可以去除产品整形后留下的应力，回火时采用高温回火，还可以进一步提升产品密度的均匀性，因为整形时，整形余量偏大(和二次整形相比)，整形后产品表面密度偏大，高温回火，可以降低表面与产品内部的密度差，同时也为二次整形做好准备，如果产品表面密度较大，二次整形，很难进行；二次整形的目的是精修产品的表面轮廓，提高产品表面精度和轮廓度；热处理是增加产品的硬度，从而增加产品的耐磨性。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：
一种高密度摆线转子制造方法，包括以下步骤：
(1)混料：按重量百分比含量称取原料，0-3.5％的铜粉、0.5-1.1％的石墨、锭子油0.05-0.10％、硬脂酸锌0.4-1.1％，余量为铁基合金粉；加入混料机中混合均匀后取出，获得混合粉；所述铁基合金粉，含有1.0-2.0％的镍、0.4-1.2％的钼，其余为铁；
(2)压制压坯：在压机上安装好转子压制模具，向模具型腔内装入混合粉，压制内外转子压坯，压坯密度为7.05-7.15g/cm3；
(3)预烧：将压制压坯置于保护气氛中，650-800℃温度下进行预烧，预烧时间为30-50min，形成预烧毛坯；
(4)复压：在压机上安装好转子复压模具，向模具型腔内放入预烧毛坯，复压预烧毛坯，获得复压毛坯，复压毛坯密度＞7.15g/cm3；
(5)烧结：将复压毛坯置于保护气氛中，1080-1120℃温度下进行烧结，烧结时间为30-50min，形成烧结毛坯；
(6)整形：在压机上安装好转子整形模具，向模具型腔中放入烧结毛坯，将烧结毛坯进行整形，获得整形毛坯，整形毛坯密度≥7.2g/cm3，整形余量为0.02-0.10mm；
(7)回火：将整形毛坯置于保护气氛中，850-950℃温度下进行高温回火，回火时间为30-50min，形成回火毛坯；
(8)二次整形：在压机上安装好转子整形模具，向模具型腔中放入回火毛坯，进行二次整形，获得二次整形毛坯，二次整形毛坯密度≥7.2g/cm3，整形余量为0.00-0.02mm；
(9)热处理：将二次整形毛坯放入860-950℃的淬火炉中淬火20-40min，然后在160-200℃回火10-30min，得热处理后产品，回火后产品硬度≥HRC40。
表1机油泵转子实施例配比表(wt％)
| 铜 | 石墨 | 锭子油 | 硬脂酸锌 | 镍 | 钼 | 铁 | |
| 实施例1 | 2 | 0.7 | 0.05 | 0.8 | 1.5 | 1.2 | 余量 |
| 实施例2 | 3.5 | 0.5 | 0.06 | 1.1 | 1.8 | 1.0 | 余量 |
| 实施例3 | 3 | 0.8 | 0.08 | 0.6 | 2.0 | 0.7 | 余量 |
| 实施例4 | 0 | 1.1 | 0.1 | 0.4 | 1.0 | 0.4 | 余量 |
注：铜、石墨、锭子油、硬脂酸锌的含量，是以混合料为基准计算的百分比；镍、钼的含量以铁基合金粉为基准计算的百分比。
表2机油泵转子实施例性能表
对比例：
一种高密度摆线转子制造方法，包括以下步骤：
(1)混料：按重量百分比含量称取原料，2％的铜粉、0.7％的石墨、锭子油0.05％、硬脂酸锌0.8％、镍1.45％、钼1.15，余量为铁粉；加入混料机中混合均匀后取出，获得混合粉；
(2)压制压坯：在压机上安装好转子压制模具，向模具型腔内装入混合粉，在600MPa压力下压制，压坯密度为6.5g/cm3；
(3)烧结：将复压毛坯置于保护气氛中，1080-1120℃温度下进行烧结，烧结时间为30-50min，形成烧结毛坯；
(4)整形：在压机上安装好转子整形模具，向模具型腔中放入烧结毛坯，将烧结毛坯进行整形，获得整形毛坯，整形毛坯密度6.55g/cm3，整形余量为0.02-0.10mm。
表2机油泵转子对比例性能表
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种机油泵转子制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）混料：按重量百分比含量称取原料，0-3.5%的铜粉、0.5-1.1%的石墨、锭子油0.05-0.10%、硬脂酸锌0.4-1.1%，余量为铁基合金粉；加入混料机中混合均匀后取出，获得混合粉；所述铁基合金粉，含有1.0-2.0%的镍、0.4-1.2%的钼，其余为铁；
（2）压制压坯：在压机上安装好转子压制模具，向模具型腔内装入混合粉，压制内外转子压坯，压坯密度为7.05-7.15g/cm³；
（3）预烧：将压制压坯置于保护气氛中，650-800℃温度下进行预烧，预烧时间为30-50min，形成预烧毛坯；
（4）复压：在压机上安装好转子复压模具，向模具型腔内放入预烧毛坯，复压预烧毛坯，获得复压毛坯，复压毛坯密度＞7.15g/cm³；
（5）烧结：将复压毛坯置于保护气氛中，1080-1120℃温度下进行烧结，烧结时间为30-50min，形成烧结毛坯；
（6）整形：在压机上安装好转子整形模具，向模具型腔中放入烧结毛坯，将烧结毛坯进行整形，获得整形毛坯，整形毛坯密度≥7.2g/cm³，整形余量为0.02-0.10mm；
（7）回火：将整形毛坯置于保护气氛中，850-950℃温度下进行高温回火，回火时间为30-50min，形成回火毛坯；
（8）二次整形：在压机上安装好转子整形模具，向模具型腔中放入回火毛坯，进行二次整形，获得二次整形毛坯，二次整形毛坯密度≥7.2g/cm³，整形余量为0.00-0.02mm；
（9）热处理：将二次整形毛坯放入860-950℃的淬火炉中淬火20-40min，然后在160-200℃回火10-30min，得热处理后产品。
2.根据权利要求1所述的机油泵转子制造方法，其特征在于，所述步骤（1）中铜粉为电解铜粉；所述步骤（1）中铁基合金粉为雾化合金铁粉。
3.根据权利要求1所述的机油泵转子制造方法，其特征在于，所述机油泵转子的齿廓表面精度Ra0.4。
4.根据权利要求1所述的机油泵转子制造方法，其特征在于，所述机油泵转子的洛氏硬度≥40HRC。
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