CN112063933A

CN112063933A - 用于补油泵转子的粉末冶金配方

Info

Publication number: CN112063933A
Application number: CN202010911477.0A
Authority: CN
Inventors: 张祝
Original assignee: Suzhou Sabo Industrial Design Co Ltd
Current assignee: Suzhou Sabo Industrial Design Co Ltd
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2020-12-11

Abstract

用于补油泵转子的粉末冶金配方，内转子材料成份质量分数为：C为0.3～0.5%，Ni为0.6～2.0%，Cu为1.0～4.0%，剩余为Fe；外转子材料成份质量分数为：C为0.25～0.5%，Ni为0.6～1.5%，Mo为0.2～0.4%，Cu为0.6～5.0%，剩余为Fe；通过对材料成份的有效配比，改变了传统工艺及取得的技术效果，解决了烧结冷挤后的软氮化热处理变形问题，从而提高了补油泵转子的制造精度、综合机械性能和使用寿命。

Description

用于补油泵转子的粉末冶金配方

技术领域

本发明涉及粉末冶金材料技术领域，尤其涉及一种用于补油泵转子的粉末冶金配方。

背景技术

目前常规补油泵用的内外转子，其大批量生产制造一般采用粉末冶金方式取得，光饰后即可成品使用。但常规转子补油泵工作压力一般低于1.5bar，最高不超过3bar；而应用于柱塞泵伺服变量控制的转子补油泵工作压力长期超过25bar，最高压力为30bar。在高压油的作用下，内转子径向载荷最终通过驱动轴作用在轴承上，外转子的径向载荷通过其外圆作用在补油泵壳体配合内腔侧壁上。内转子与驱动轴无相对运动，但与外转子产生应力接触相对滑动，外转子与壳体侧壁存在应力接触周向滑动；由于内外转子之间存在动态的液压油，具备相对较好的润滑条件，而外转子与壳体侧壁之间为间隙配合，润滑状况较差，为了适应工况增强外转子的耐磨性，需要提高其硬度。且在实际工作中补油泵内外转子转速变化快，压力冲击大，长期处于额定压力状态，工况恶劣，内外转子比较容易损坏；加之轴向装配尺寸要求及其他的技术要求，对于内外转子损坏后的实际现场维护只能替换整个补油泵，维护成本较高。为了延长内外转子的使用寿命，一方面要提高加工精度，另一方面要提高其硬度及综合机械性能，这就需要革新材料及制造工艺，新的材料还要适合新的工艺。传统的材料只适合于内外转子压制烧结后光饰，即成品使用，由于烧结变形会导致成品精度较低，影响装配精度，进而降低使用性能和寿命；受到传统材料本身及对应烧结工艺的特殊限制，对于传统材料的烧结件不适合再做冷挤加工和冷挤后热处理，会出现大量开裂和大幅度变形，导致超差和报废；若先做热处理提高硬度，随后又无法再进行冷挤，且由于内外转子摆线轮廓的结构复杂特殊性，普通磨床无法磨削加工，即便有高精的数控磨床，效率也极其低下。基于此，要提高精度和基体的强度，必须要在烧结后机加工和高硬度热处理，且热处理只能在冷挤整形加工后进行，这就要求材料性能必须符合冷挤后热处理变形量不能超出精度要求以及不开裂的特殊要求。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种用于补油泵转子的粉末冶金配方，以解决转子冷挤加工后高硬度热处理变形超差和开裂的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

用于补油泵转子的粉末冶金配方，具体成分如下：

内转子材料组成包括碳、镍、铜、铁，其材料成份质量分数为：C为0.3～0.5%，Ni为0.6～2.0%，Cu为1.0～4.0%，剩余为Fe；

外转子材料组成包括碳、镍、钼、铜、铁，其材料成份质量分数为：C为0.25～0.5%，Ni为0.6～1.5%，Mo 为0.2～0.4%， Cu为0.6～5.0%，剩余为Fe。

本发明中，内外转子在烧结中，铜为液相，其余为固相，液相烧结会降低烧结件毛坯的精度，但整个制造精度由后续的机加工保证，液相烧结是为了便于后续机加工的冷挤，以及控制软氮化的变形，为了降低软氮化的变形，控制材料中钼的含量，并去除传统材料中的锰，为了增加软氮化的效果，提高了镍的含量，软氮化后表层硬度得到了有效提高；软氮化温度较低，对于均匀对称的零件，热处理工艺安排得当，变形量极小，变形主要是均匀的胀大，形位公差基本保持在原有的精。

有益效果：通过对材料成份的有效配比，改变了传统工艺及取得的技术效果，解决了烧结冷挤后的软氮化热处理变形问题，从而提高了补油泵转子的制造精度、综合机械性能和使用寿命。

具体实施方式

下面将结合本发明的具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整的描述，显然，所述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1：

用于补油泵转子的粉末冶金配方，具体成分如下：

内转子材料成份质量分数为：C为0.3%，Ni为0.7%，Cu为1.2%，剩余为Fe；

外转子材料成份质量分数为：C为0.28%，Ni为0.7%，Mo 为0.25%， Cu为0.8%，剩余为Fe。

按实施例1的材料配比，经压制、烧结、冷挤、软氮化热处理、磨削后所得内外转子成品的主要设计要求检测数据如下所示：

内转子的垂直度0.016mm、跳动量0.025mm、平行度0.004、硬度HR15N75.1；

外转子的垂直度0.015mm、跳动量0.024mm、平行度0.004、硬度HR15N81.3；

按实施例1所得成品的检测精度符合设计精度的要求。

实施例2：

用于补油泵转子的粉末冶金配方，具体成分如下：

内转子材料成份质量分数为：C为0.5%，Ni为2.0%，Cu为3.5%，剩余为Fe；

外转子材料成份质量分数为：C为0.4%，Ni为1.3%，Mo 为0.38%， Cu为4.5%，剩余为Fe。

按实施例2的材料配比，经压制、烧结、冷挤、软氮化热处理、磨削后所得内外转子成品的主要设计要求检测数据如下所示：

内转子2号件的垂直度0.015mm、跳动量0.032mm、平行度0.004、硬度HR15N75.6；

外转子2号件的垂直度0.013mm、跳动量0.023mm、平行度0.005、硬度HR15N82.2。

按实施例2所得成品的检测精度符合设计精度的要求。

在上述本实施例中其难点在防止冷挤后的软氮化变形，其他的精度要求对相应的加工方式属于较为经济的精度等级要求，为了降低软氮化变形，通过控制外转子材料中钼的含量并进行回火处理，内外转子径向尺寸和轴向尺寸比较大，加之较为厚实对称的基体结构，软氮化变形呈整体均匀膨胀，软氮化后基本保持了原有的形位精度，且热处理后的磨削会进一步提高形位精度。

Claims

1.用于补油泵转子的粉末冶金配方，内转子材料组成包括碳、镍、铜、铁，其特征在于，内转子材料成份质量分数为：C为0.3～0.5%，Ni为0.6～2.0%，Cu为1.0～4.0%，剩余为Fe。

2. 用于补油泵转子的粉末冶金配方，外转子材料组成包括碳、镍、钼、铜、铁，其特征在于，外转子材料成份质量分数为：C为0.25～0.5%，Ni为0.6～1.5%，Mo 为0.2～0.4%， Cu为0.6～5.0%，剩余为Fe。

3.根据权利要求1或2中所述的用于补油泵转子的粉末冶金配方，其特征在于，所含的铜在烧结时为液相。