CN109869311A - 一种汽车转向叶片泵定子及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车转向叶片泵定子及其制备方法，定子包括带有内孔的圆形定子基体、以及设在定子基体轴向上端面的两个安装孔和两个凹槽，定子基体的内孔侧面为弧形凸起曲面，汽车转向叶片泵定子的制备方法包括：混料→成形→烧结→精整→热处理→双端面磨削→铣削内曲面→真空油浸和远心分离→检验包装，本发明采用独创的粉末冶金原料组份和粉末冶金工艺，在设计上保证了制品的高硬度、抗磨损、自润滑、低噪音、高精度的使用需求，完成汽车转向叶片泵定子的制造，材料利用率提高到90％‑98％，生产效率提高了70％，在保证机械性能的前提下提高了定子的耐磨性和叶片泵的使用寿命。

Description

一种汽车转向叶片泵定子及其制备方法

技术领域

本发明涉及粉末冶金汽车零部件技术领域，具体涉及一种汽车转向叶片泵定子及其制备方法。

背景技术

叶片泵是汽车转向泵的一种，相对传统的齿轮泵、柱塞泵更节能减噪，目前被大量推广使用。叶片泵主要结构是由定子、转子、叶片、侧板等组成，叶片泵工作时，叶片在离心力和根部压力油的作用下紧贴在定子内表面产生滑动加滚动的复合运动，这就要求定子需要较高的硬度、耐磨性及加工精度，而且对其固定牢固程度要求也很高。

传统的叶片泵定子是采用钢坯通过机加工工艺完成，加工过程需要近20道工序，材料利用率低、生产效率慢、成本高。同时，传统钢坯机加工生产的定子内表面抗滚压能力差、噪音大，在叶片高速转动时定子内孔面极易拉毛影响了叶片泵的性能和使用寿命。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的是提供一种汽车转向叶片泵定子及其制备方法，满足转向叶片泵的装配和使用需求，填补了高耐磨性粉末冶金叶片泵定子的空白；采用粉末冶金近净成形工艺，在保证机械性能的前提下提高了定子的耐磨性和叶片泵的使用寿命。

本发明的目的是通过采用以下技术方案来实现的：

汽车转向叶片泵定子，包括带有内孔的圆形定子基体、以及设在定子基体的轴向上端面的两个安装孔和两个凹槽，所述定子基体的内孔侧面为弧形凸起曲面。

具体的，所述定子基体表面硬度≥HRC45，定子基体端面平行度等于0.005mm，定子基体内柱面与端面的垂直度等于0.01mm，定子基体内孔粗糙度为Ra0.1-Ra0.4。

具体的，所述定子基体的两侧设有两个定位销孔，两个定位销孔对称设置。

一种汽车转向叶片泵定子的制备方法，包括：混料→成形→烧结→精整→热处理→双端面磨削→铣削内曲面→真空油浸和远心分离→检验包装；

在混料步骤中，加入转向叶片泵定子粉末，该粉末中包括以下质量百分数的组分：C：0.3％-0.8％，Cu：1％-1.5％，Ni：1％-1.5％，Mo：0.7％-1.5％，剩余为Fe；

在成形步骤中，成形采用温压，原料加热100℃，阴模加热100℃，成形密度≥7.2g/cm³。

具体的，在烧结步骤中，采用网带式烧结炉，烧结温度1120℃±10℃，网带速度120±10mm/min,烧结气氛为氨分解保护气氛，烧结硬度≥HRB85。

具体的，在热处理步骤中，采用碳氮共渗：温度890℃，CP1.1，氨气流量：6m3/h，时间：2h，油温100℃，延迟温度870℃，CP1.1，时间20min，回火温度130℃，时间1h；油品：快速淬火油；产品表面硬度≥HRC45。

具体的，在双端面磨削步骤中，重点确保端面平行度0.005mm。

具体的，在铣削内曲面步骤中，重点确保内柱面与端面垂直度0.01mm和内孔粗糙度Ra0.1-Ra0.4。

具体的，在真空油浸和远心分离步骤中，在真空负压下进行。

本发明的有益效果如下：相对于现有技术，本发明汽车转向叶片泵定子中，安装孔用来进行定子基体的安装固定；配合定位销孔能够对定子基体进一步的定位限制，提高了汽车转向叶片泵定子固定的可靠性，使得叶片泵定子在高速运动的情况下，也能够保持可靠固定。

该汽车转向叶片泵定子的制备方法中，采用独创的粉末冶金原料组份和粉末冶金工艺，在设计上保证了制品的高硬度抗磨损、自润滑、低噪音、高精度的使用需求。成形时采用温模(阴模加热)温粉(粉末加热)工艺，在高吨位压力下使粉末生坯密度达到7.2g/cm³以上，热处理采用特定参数的工艺条件(碳氮共渗)，使产品表面硬达到HRC45以上，工艺上通过整形、机加工双面磨和内孔铣削确保产品尺寸的精度和装配需求；由于粉末冶金产品基体存在着一定的孔隙,真空油浸和远心分离使定子在真空负压下进行渗油处理，润滑油能快速、均匀、彻底渗透到粉末冶金定子的每个细微毛孔和空隙中，且表面光滑；当叶片泵工作时，因叶片与定子内孔之间的摩擦使定子内孔壁的温度升高，润滑油渗出定子的内径，在定子内表面形成一层连续的油膜，这层油膜的存在，可以避免定子内表面和叶片的直接摩擦，降低定子内表面和叶片间的摩擦系数和噪音的功能，使其满足叶片泵定子耐磨损的使用需求；当叶片停止转动后，定子冷却，孔隙恢复，润滑油又被吸回孔隙，从而实现自润滑功能。

本发明的汽车转向叶片泵定子具有各项参数满足转向叶片泵的装配和使用需求，填补了高耐磨性粉末冶金叶片泵定子的空白。本发明采用粉末冶金近净成形工艺，材料利用率提高到90％-98％，生产效率提高了70％，在保证机械性能的前提下提高了定子的耐磨性和叶片泵的使用寿命。

附图说明

本发明将通过具体实施例并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是图1的A-A剖视结构示意图。

图中：1.定子基体，2.安装孔，3.凹槽，4.弧形凸起曲面，5.定位销孔。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例1

如图1和图2所示，一种汽车转向叶片泵定子，包括带有内孔的圆形定子基体1、以及设在定子基体1的轴向上端面的两个安装孔2和两个凹槽3，所述定子基体1的内孔侧面为弧形凸起曲面4；所述定子基体1表面硬度≥HRC45，定子基体1端面平行度等于0.005mm，定子基体1内柱面与端面的垂直度等于0.01mm，定子基体1内孔粗糙度为Ra0.1-Ra0.4；所述定子基体1的两侧设有两个定位销孔5，两个定位销孔5对称设置。

本实施例中，安装孔2用来进行定子基体1的安装固定；配合定位销孔5能够对定子基体1进一步的定位限制，提高了汽车转向叶片泵定子固定的可靠性。

实施例2

一种汽车转向叶片泵定子的制备方法，包括以下步骤：

(1)混料：设计原料组成和混料，按质量百分比将下述原料混合均匀：C:0.8％，Cu:1.0％，Ni:1.0％，Mo:1.5％，剩余为Fe。

(2)成形：选择160吨CNC成形压机，粉末加热100℃，阴模加热100℃，生坯密度分割均匀，整体密度7.2g/cm³,生坯脱模后自动刷毛刺。

(3)烧结：将成形生坯放入到高温网带炉内进行烧结处理,烧结温度1120℃，网带速度120mm/min,烧结气氛为氨分解保护气氛，产品烧结硬度≥HRB85。

(4)精整：根据定子位置度和轮廓度要求，在160吨机械式压机上进行模压整形。

(5)热处理：工艺采用碳氮共渗，温度890℃，CP(碳势)1.1，氨气流量：6m³/h，时间：2h，油温100℃，延迟温度870℃，CP1.1，时间20min，回火温度130℃，时间1h；油品：快速淬火油；产品表面硬度达到HRC48。

(6)双端面磨削：重点确保端面平行度0.005mm。

(7)铣削内曲面：重点确保内柱面与端面垂直度0.01mm和内孔粗糙度Ra0.1-Ra0.4。

(8)真空油浸和远心分离：在真空负压下进行，使定子在真空负压下进行渗油处理，润滑油能快速、均匀、彻底渗透到粉末冶金定子的每个细微毛孔和空隙中，且表面光滑。

(9)成品检验入库。

实施例3

一种汽车转向叶片泵定子的制备方法，包括以下步骤：

(1)混料：设计原料组成和混料，按质量百分比将下述原料混合均匀：C：0.3％,Cu:1.5％，Ni:1.2％，Mo:1.2％,剩余为Fe。

(2)成形：选择160吨CNC成形压机，粉末加热100℃，阴模加热100℃，生坯密度分割均匀，整体密度7.3g/cm³,生坯脱模后自动刷毛刺。

(3)烧结：将成形生坯放入到高温网带炉内进行烧结处理,烧结温度1130℃，网带速度130mm/min,烧结气氛为氨分解保护气氛，产品烧结硬度≥HRB88。

(4)精整：根据定子位置度和轮廓度要求，在160吨机械式压机上进行模压整形。

(5)热处理：工艺采用碳氮共渗，温度890℃，CP(碳势)1.1，氨气流量：6m³/h，时间：2h，油温100℃，延迟温度870℃，CP1.1，时间20min，回火温度130℃，时间1h；油品：快速淬火油；产品表面硬度达到HRC50。

(6)双端面磨削：重点确保端面平行度0.005mm。

(7)铣削内曲面：重点确保内柱面与端面垂直度0.01mm和内孔粗糙度Ra0.1-Ra0.4。

(8)真空油浸和远心分离：在真空负压下进行，使定子在真空负压下进行渗油处理，润滑油能快速、均匀、彻底渗透到粉末冶金定子的每个细微毛孔和空隙中，且表面光滑。

(9)成品检验入库。

实施例4

一种汽车转向叶片泵定子的制备方法，包括以下步骤：

(1)混料：设计原料组成和混料，按质量百分比将下述原料混合均匀：C：0.6％,Cu:1.2％，Ni:1.5％，Mo:0.7％,剩余为Fe。

(2)成形：选择160T CNC成形压机，粉末加热100℃，阴模加热100℃，生坯密度分割均匀，整体密度7.25g/cm³,生坯脱模后自动刷毛刺。

(3)烧结：将成形生坯放入到高温网带炉内进行烧结处理,烧结温度1110℃，网带速度110mm/min,烧结气氛为氨分解保护气氛，产品烧结硬度≥HRB90。

(4)精整：根据定子位置度和轮廓度要求，在160吨机械式压机上进行模压整形。

(5)热处理：工艺采用碳氮共渗，温度890℃，CP(碳势)1.1，氨气流量：6m³/h，时间：2h，油温100℃，延迟温度870℃，CP1.1，时间20min，回火温度130℃，时间1h；油品：快速淬火油；产品表面硬度达到HRC52。

(6)双端面磨削：重点确保端面平行度0.005mm。

(7)铣削内曲面：重点确保内柱面与端面垂直度0.01mm和内孔粗糙度Ra0.1-Ra0.4。

(8)真空油浸和远心分离：在真空负压下进行，使定子在真空负压下进行渗油处理，润滑油能快速、均匀、彻底渗透到粉末冶金定子的每个细微毛孔和空隙中，且表面光滑。

(9)成品检验入库。

上述实施例仅限于说明本发明的构思和技术特征，其目的在于让本领域的技术人员了解发明的技术方案和实施方式，并不能据此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明技术方案所作的等同替换或等效变化，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车转向叶片泵定子，其特征在于：包括带有内孔的圆形定子基体(1)、以及设在定子基体(1)的轴向上端面的两个安装孔(2)和两个凹槽(3)，所述定子基体(1)的内孔侧面为弧形凸起曲面(4)。

2.根据权利要求1所述的汽车转向叶片泵定子，其特征在于：所述定子基体(1)表面硬度≥HRC45，定子基体(1)端面平行度等于0.005mm，定子基体(1)内柱面与端面的垂直度等于0.01mm，定子基体(1)内孔粗糙度为Ra0.1-Ra0.4。

3.根据权利要求1所述的汽车转向叶片泵定子，其特征在于；所述定子基体(1)的两侧设有两个定位销孔(5)，两个定位销孔(5)对称设置。

4.一种根据权利要求1-3任一项所述汽车转向叶片泵定子的制备方法，其特征在于包括：混料步骤→成形步骤→烧结步骤→精整步骤→热处理步骤→双端面磨削步骤→铣削内曲面步骤→真空油浸和远心分离步骤→检验包装步骤；

在混料步骤中，加入转向叶片泵定子粉末，该粉末中包括以下质量百分数的组分：C：0.3％-0.8％，Cu：1％-1.5％，Ni：1％-1.5％，Mo：0.7％-1.5％，剩余为Fe；

在成形步骤中，成形采用温压，原料加热100℃，阴模加热100℃，成形密度≥7.2g/cm³。

5.根据权利要求4所述的汽车转向叶片泵定子的制备方法，其特征在于：在烧结步骤中，采用网带式烧结炉，烧结温度1120℃±10℃，网带速度120±10mm/min,烧结气氛为氨分解保护气氛，烧结硬度≥HRB85。

6.根据权利要求4所述的汽车转向叶片泵定子的制备方法，其特征在于：在热处理步骤中，采用碳氮共渗：温度890℃，CP1.1，氨气流量：6m3/h，时间：2h，油温100℃，延迟温度870℃，CP1.1，时间20min，回火温度130℃，时间1h；油品：快速淬火油；产品表面硬度≥HRC45。

7.根据权利要求4所述的汽车转向叶片泵定子的制备方法，其特征在于：在双端面磨削步骤中，重点确保端面平行度0.005mm。

8.根据权利要求4所述的汽车转向叶片泵定子的制备方法，其特征在于：在铣削内曲面步骤中，重点确保内柱面与端面垂直度0.01mm和内孔粗糙度Ra0.1-Ra0.4。

9.根据权利要求4所述的汽车转向叶片泵定子的制备方法，其特征在于；在真空油浸和远心分离步骤中，在真空负压下进行。