CN106216657B - 一种柱塞泵回程盘制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种柱塞泵回程盘制造方法,属于柱塞泵零部件领域,包括以下步骤:按重量百分比含量称取各原料:将锭子油加入铁粉,混合均匀形成含油铁粉,然后将含油铁粉、铜粉、硬脂酸锌、石墨加入到混料机中混合均匀,得到混合粉;在压机上安装好回程盘模具,向模具型腔内装入混合粉,把混合粉压制为回程盘压坯;将渗铜片置于回程盘压坯上方,进行渗铜烧结,形成烧结坯;去毛刺,机械加工成柱塞泵回程盘成品。本发明通过把锭子油加入铁粉,降低石墨的偏析,增加混合粉的均匀性;本发明渗铜烧结使材料具有良好的韧性和抗咬合性能;采用混料、压制压坯和渗铜烧结等工序制作,工序简单,增加材料利用率,生产效率高,提高了生产效率。
Description
技术领域
本发明属于高压柱塞泵液压类产品领域,具体是一种柱塞泵回程盘制造方法。
背景技术
回程盘是轴向柱塞液压泵的关键核心零件之一,它在柱塞泵吸油时与回程弹簧、球铰一起组成回程装置,将滑靴紧紧压在斜盘表面滑动。现有技术中,制造回程盘的工艺方法大多采用机加工与模锻,如申请号为201510725216.9的中国专利文献,公开了一种采用闭式模锻成型回程盘的制造方法;如申请号为201110269432.9的中国专利文献,公开了一种采用42CrMo钢冷镦冲压成型回程盘的制造方法;现有技术中采用机加工或模锻成型回程盘,存在着材料利用率低,工序复杂,生产效率不高等问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提出一种柱塞泵回程盘制造方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现:
一种柱塞泵回程盘制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)混料:按照重量百分比含量称取原料,0~4.5%的铜粉、0.6~1.2%的石墨、0.6~1.2%的硬脂酸锌、0.03~0.12%的锭子油,余量为铁粉;先把锭子油加入铁粉20~200min形成含油铁粉,然后把含油铁粉、铜粉、硬脂酸锌、石墨加入到混料机中混合,混合均匀后取出,得到混合粉;
(2)压制压坯:在压机上安装好回程盘模具,向模具型腔内装入混合粉,把混合粉压制为回程盘压坯,压坯密度为6.6~6.9g/cm3;
(3)渗铜烧结:将渗铜片置于回程盘压坯上方,在保护气氛中进行渗铜烧结,形成烧结坯;所述渗铜片的组分及重量百分比含量为:2.0~2.5%的铁、0.5~1.0%的锌、0.7~1.3%的锰,0.3~6%的硅,余量为铜;
(4)去毛刺:将烧结坯在抛光机中进行震动去毛刺,抛光介质为碟型钢球;
(5)机械加工:将去毛刺后的烧结坯进行机械加工,加工成柱塞泵回程盘成品。
所述步骤(1)中铜粉为电解铜粉。
所述步骤(1)中石墨为石墨399,所述铜粉为电解铜粉,所述铁粉为雾化铁粉。
所述步骤(3)中渗铜片密度为7.0~7.8g/cm3;保护气氛为还原性气氛;烧结温度1095~1150℃,烧结时间为30~50min。
所述步骤(5)机械加工为车端面,加工余量为0.05~0.25mm。
所述还原性气氛为氮氢气氛。
采用本申请制作的回程盘,其表面硬度为86~98HRB,(实测HRC硬度为20~30)经装机试验,运行时间>300小时。
本发明的有益效果:
1)回程盘是轴向柱塞液压泵的关键核心零件,该零件现有技术中一般采用机加工与模锻制作,而本申请采用了混料、压制压坯、渗铜烧结等工序(以下简称混压烧工序)制作,增加了材料利用率,工序简单,生产效率提高,具体而言,如使用机加工,回程盘中的多个孔需要进行切削加工,降低了材料利用率;每个孔都要进行加工,加工工序较长,从而导致生产效率较低;如使用模锻,锻造后的表面一般较为粗糙,加工余量大,降低了材料利用率;锻造时,要经过多次反复锻造,生产效率较低;而本申请采用混压烧工序,混料、压制压坯、渗铜烧结、去毛刺工序中,材料利用率接近100%,都适合批量生产加工,后续机械加工中,也只有0.05~0.25mm的加工余量,大大提高了材料利用率,加工余量较小,也提高了生产效率;
2)现有技术中,回程盘制作时,一般都要求很高的硬度,如申请号为201110269432.9的专利文献,使用42CrMo钢制作回程盘,进行激光淬火,使其滑动面表面的硬度达到58-62HRC;申请号为201510725216.9的专利文献,制作的回程盘硬度HRC≥65;由此可见,本领域技术人员通常认为回程盘需要很高的硬度才能满足工况要求;而本申请通过渗铜烧结,使材料具有良好的韧性和抗咬合性能,硬度为86~98HRB,通过事实证明,本申请制作的回程盘,装机试验运行时间>300小时,完全能够满足工况条件;
3)在工序步骤中,通过把锭子油加入铁粉20~200min,使锭子油能够充分润湿铁粉,形成含油铁粉后,石墨附着在铁粉上,可以降低石墨的偏析,增加混合粉的均匀性;选用碟型钢球进行去毛刺,是因为熔渗后产品硬度较高,一般抛光介质无法抛去锐角毛刺,使用碟型钢球作为介质,能够将锐角毛刺抛去。
具体实施方式
实施例1-2:
一种柱塞泵回程盘制造方法,包括以下步骤:
混料:按照表1各组分的重量百分比含量称取各原料,铁粉为还原铁粉;将锭子油加入铁粉,混合20~200min形成含油铁粉,然后将含油铁粉、硬脂酸锌、石墨加入到混料机中混合,石墨牌号为299,铜粉为电解铜粉,混合均匀后取出,得到混合粉;
压制压坯:在压机上安装好回程盘模具,向模具型腔内装入混合粉,把混合粉压制为回程盘压坯,压坯密度为6.6~6.9g/cm3;
渗铜烧结:将渗铜片置于回程盘压坯上方,在保护气氛中进行渗铜烧结,烧结温度为1095~1150℃,烧结时间为30~50min,形成烧结坯;渗铜片成分见附表1,渗铜烧结后的密度为7.2~7.8g/cm3。
去毛刺:将烧结坯在抛光机中进行震动去毛刺,抛光介质为蝶型钢球;
机械加工:将去毛刺后的烧结坯进行机械加工,加工余量为0.05~0.25mm,加工成柱塞泵回程盘成品。
制造的回程盘进行性能测试,结果如表2。
实施例3-5
与实施例1-2不同的是,混料步骤中,石墨牌号为399;铁粉为雾化铁粉。制造的回程盘进行性能测试,结果如表2。
表1回程盘实施例1-5配比表(wt%)
表2实施例1-5制备得到回程盘性能测试结果
性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 |
硬度HRB | 88-98 | 90-97 | 88-95 | 86-93 | 91-95 |
装机试验h | 305-320 | 311-326 | 325-334 | 318-329 | 328-346 |
本发明制作的回程盘装机试验运行时间大于300h,完全满足工况条件。
对比例1:
从市场上购买3片回程盘产品,进行硬度值测试,硬度范围为60-64HRC,然后进行装机试验,运行时间为308、319、296h,经材料检测,成分符合42CrMo材料牌号。
对比例2:
与实施例5不同的是,压制压坯后,在还原气氛中进行烧结,烧结温度1095~1150℃,烧结时间为45分钟,形成烧结坯。即产品只进行烧结,不进行渗铜。把制造的回程盘进行性能测试,结果如表3。
对比例3:
与实施例5不同的是,混合粉中石墨的添加量为0.5%。把制造的回程盘进行性能测试,结果如表3。
对比例4:
与实施例5不同的是,渗铜片中铁的含量为0。渗铜烧结后,产品表面有蚀吭,蚀吭深度约1mm。把制造的回程盘进行性能测试,结果如表3。
对比例5:
与实施例5不同的是,渗铜片中锌的含量为0。渗铜烧结后,产品表面有蚀吭,蚀吭深度约0.6mm。把制造的回程盘进行性能测试,结果如表3。
表3回程盘对比例性能表
性能 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 |
硬度HRB | 80-90 | 80-86 | 82-91 | 78-86 |
装机试验h | 210-236 | 245-258 | 253-267 | 236-247 |
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员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,只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种柱塞泵回程盘制造方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)混料:按照重量百分比含量称取原料,0~4.5%的铜粉、0.6~1.2%的石墨、0.6~1.2%的硬脂酸锌、0.03~0.12%的锭子油,余量为铁粉;先把锭子油加入铁粉20~200min形成含油铁粉,然后把含油铁粉、铜粉、硬脂酸锌、石墨加入到混料机中混合,混合均匀后取出,得到混合粉;
(2)压制压坯:在压机上安装好回程盘模具,向模具型腔内装入混合粉,把混合粉压制为回程盘压坯,压坯密度为6.6~6.9g/cm3;
(3)渗铜烧结:将渗铜片置于回程盘压坯上方,在保护气氛中进行渗铜烧结,形成烧结坯;所述渗铜片的组分及重量百分比含量为: 2.0~2.5%的铁、0.5~1.0%的锌、0.7~1.3%的锰,0.3~6%的硅,余量为铜;
(4)去毛刺:将烧结坯在抛光机中进行震动去毛刺,抛光介质为碟型钢球;
(5)机械加工:将去毛刺后的烧结坯进行机械加工,加工成柱塞泵回程盘成品。
2.根据权利要求1所述的柱塞泵回程盘制造方法,其特征在于,所述步骤(1)中铜粉为电解铜粉。
3.根据权利要求1所述的柱塞泵回程盘制造方法,其特征在于,所述步骤(1)中石墨为石墨399,所述铜粉为电解铜粉,所述铁粉为雾化铁粉。
4.根据权利要求1所述的柱塞泵回程盘制造方法,其特征在于,所述步骤(3)中渗铜片的密度为7.0~7.8g/cm³;保护气氛为还原性气氛;烧结温度1095~1150℃,烧结时间为30~50min。
5.根据权利要求1所述的柱塞泵回程盘制造方法,其特征在于,所述步骤(5)机械加工为车端面,加工余量为0.05~0.25mm。
6.根据权利要求4所述的柱塞泵回程盘制造方法,其特征在于,所述还原性气氛为氮氢气氛。
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