CN115722652A - 一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺，包括以下步骤：A、准备转子钢基体：B、底模准备：C、熔炼铜合金；D、将转子钢基体与底模安装组合：E、浇注及冷却：e1)将熔炼好的铜合金液从转子钢基体中心孔快速的浇入；e2)待铜合金液上升至接近转子钢基体端面时，立即用流动水激冷底模，同时移走压铁，并在转子钢基体端面盖上预热过的石棉板；e3)待转子钢基体端面呈暗红色时，关闭冷却水让其自然冷却至室温后，得到转子毛坯；F、将转子毛坯从底模中取出。本发明不仅可以有效提高生产效率，操作还简单。
Description
技术领域
本发明涉及一种双金属转子铸造工艺，特别是一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺。
背景技术
柱塞液压泵通过成组的柱塞在转子体上均匀分布的柱塞孔内作往复运动输出高压液流，液压泵工作时柱塞与柱塞孔之间、转子端面与分油盖之间都产生相对的滑动摩擦。随着柱塞液压泵向高速、高压、高寿命方向发展，对核心部件转子提出了更高的要求,单一材料结构的转子已无法满足高强度、高抗疲劳性及优良的摩擦副匹配特性要求。而铜/钢双金属具有铜和钢两种金属的双重特性，兼顾了钢的强度及铜的减摩、耐磨性能，既保证了零件的抗疲劳性能，又保证了零件的耐磨性能。双金属浇注能较好的实现铜/钢双金属的结合，设备投入少。但传统的双金属浇注工艺是在钢基体加工好后，需先在钢基体底部焊接底板形成浇注系统，然后进行浇注，浇注后再通过车加工去除底板，该方法的缺点一是底板焊接要求高，在生产中经常出现因底板焊接不好或在高温下焊缝开裂而漏水的现象，二是柱塞孔内的熔渣不易排出，浇注后还需将铜合金进行二次熔化帮助排渣，生产效率低，生产周期较长。因此，现有的技术存在着生产效率低以及操作难度较大的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺。本发明不仅可以有效提高生产效率，操作还简单。
本发明的技术方案：一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺，包括以下步骤：
A、准备转子钢基体：
B、底模准备：
C、熔炼铜合金；
D、将转子钢基体与底模安装组合：
E、浇注及冷却：
e1)将熔炼好的铜合金液从转子钢基体中心孔快速的浇入；
e2)待铜合金液上升至接近转子钢基体端面时，立即用流动水激冷底模，同时移走压铁，并在转子钢基体端面盖上预热过的石棉板；
e3)待转子钢基体端面呈暗红色时，关闭冷却水让其自然冷却至室温后，得到转子毛坯；
F、将转子毛坯从底模中取出。
前述的一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺中，步骤A的具体过程为：
a1)吹砂：将转子钢基体待浇注面吹砂，去除表面油污及氧化物；
a2)清洗：用工业酒精清洗钢基体；
a3)用耐火保温纤维堵塞定位孔，刮平端面；
a4)预热：将转子钢基体放置在石墨坩埚内，并在石墨坩埚加满硼砂与铜焊粉组成的保护剂，硼砂与铜焊粉熔融后应保证转子钢基体完全浸没其中，保温1小时。
前述的一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺中，步骤B的具体过程为：
b1)吹砂：吹砂去除底模内腔油污及氧化物；
b2)喷涂料：在底模内腔及与钢基体接触端面喷涂石墨涂料；
b3)预热：浇注前，将模模预热至500℃-600℃。
前述的一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺中，步骤D的具体过程为：
d1)将模模从加热炉内取出，放置在平整的水箱盖板上；
d2)将转子钢基体从熔融的保护剂中捞出，沥净表面流淌的保护剂，迅速将其放置在底模上；
d3)预先在转子钢基体端面放置一定重量的压铁。
前述的一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺中，所述底模包括底模本体，底模本体上端设有与转子钢基体相配合的内孔，内孔下方设有浇注系统。
前述的一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺中，内孔与转子钢基体之间的单边配合间隙0.5mm-1.0mm，配合高度5mm-10mm。
前述的一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺中，浇注系统侧面的斜度为60°，高度为10mm-18mm。
与现有技术相比，本发明先将转子钢基体完全浸入熔融的铜焊粉及硼砂混合物中保温1小时左右，捞出，沥净表面熔融物，将其放转置在经预热的底模上，并在转子顶部加上压铁，然后将熔化好的铜合金液从转子中心孔快速浇入，待铜合金液升至转子顶部时，将压铁移开，并在转子顶部盖上石棉板，同时用流动水冷却底模，转子毛坯从下至上顺序凝固，有利于排气排渣。与此同时，本发明的铜合金液充型平稳，不易卷气，可较好的排出柱塞孔内残留的硼砂熔融物，且底模可重复使用，减少了传统工艺方法中浇注前焊接底板、浇注后车去底板的流程，具有工艺流程短、操作简单、成本低、质量稳定等优点，可实现批量生产。
附图说明
图1是转子钢基体的结构视图；
图2是底模的结构视图；
图3是转子钢基体与底模之间的装配视图。
附图中的标记说明：1-底模本体，2-内孔，3-浇注系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺，包括以下步骤：
1、转子钢基体准备：
吹砂：转子钢基体待浇注面吹砂，去除表面油污及氧化物；
清洗：用工业酒精清洗钢基体；
用耐火保温纤维堵塞定位孔，刮平端面；
预热：将转子钢基体放置在石墨坩埚内，并在石墨坩埚加满硼砂与铜焊粉混合物，硼砂与铜焊粉熔融(约870℃)后应保证钢基体完全浸没其中，保温约1小时。
2、底模准备：
吹砂：吹砂去除底模内腔油污及氧化物；
喷涂料：底模预热至200℃～300℃后在内腔及与转子钢基体接触端面喷涂石墨涂料；
预热：浇注前，底模预热至500℃-600℃；
3)铜合金熔炼：按通用说明书进行；
4)转子钢基体与底模安装组合：
将底模从加热炉内取出，放置在平整的水箱盖板上；
将转子钢基体从熔融的保护剂中捞出，沥净表面流淌的保护熔剂，迅速将其放置在底模上,如图3所示。
为防止浇注时铜合金液从底模溢出，预先在转子钢基体端面放置一定重量的压铁；
5)浇注及冷却：
将熔炼好的铜合金液(浇注温度1140℃～1180℃)从钢基体中心孔快速的浇入转子中；
待铜合金液上升至接近转子钢基体端面时，立即用流动水激冷底模，同时移走压铁，并在转子钢基体端面盖上预热过的石棉板；
待转子钢基体端面呈暗红色时方可关闭冷却水让其自然冷却；
6)取出转子：
待转子冷却至室温后，即可将转子毛坯从底模中取出。
转子钢基体结构如图1所示。浇注时转子配流面(大平面)朝上，九柱塞孔与转子配流面相通，中心孔作直浇道，每个柱塞孔内不同直径的孔之间用120°倒角连接，铜合金液从中心孔浇入后从转子底部沿九柱塞孔上升至转子端面，有利于柱塞孔及配流面的排气排渣及对九柱塞孔的补缩。外圆加工余量单边5mm-10mm；底部加工余量3mm-5mm，冒口高度15mm-20mm，中心孔直径Φ15mm-Φ25mm,Φ5mm小孔作为机械加工定位孔。
浇注用底模结构如图2所示。包括底模本体1，底模本体1上端设有与转子钢基体相配合的内孔2，内孔2下方设有浇注系统3。内孔与转子钢基体配合，单边配合间隙0.5mm-1.0mm，配合高度5mm-10mm。间隙过小，不便于钢基体加热后与底模的装配，且浇注铜合金后转子不易从底模中取出，间隙过大，影响钢基体加热后与底模的装配定位，间隙大的一侧浇注时易漏水。底部带60°斜度的部分作为浇注系统，起缓冲及集渣作用，高度为10mm-18mm，底模总厚度约60mm。
Claims (7)
1.一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺，其特征在于，包括以下步骤：
A、准备转子钢基体：
B、底模准备：
C、熔炼铜合金；
D、将转子钢基体与底模安装组合：
E、浇注及冷却：
e1)将熔炼好的铜合金液从转子钢基体中心孔快速的浇入；
e2)待铜合金液上升至接近转子钢基体端面时，立即用流动水激冷底模，同时移走压铁，并在转子钢基体端面盖上预热过的石棉板；
e3)待转子钢基体端面呈暗红色时，关闭冷却水让其自然冷却至室温后，得到转子毛坯；
F、将转子毛坯从底模中取出。
2.根据权利要求1所述的一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺，其特征在于，步骤A的具体过程为：
a1)吹砂：将转子钢基体待浇注面吹砂，去除表面油污及氧化物；
a2)清洗：用工业酒精清洗钢基体；
a3)用耐火保温纤维堵塞定位孔，刮平端面；
a4)预热：将转子钢基体放置在石墨坩埚内，并在石墨坩埚加满硼砂与铜焊粉组成的保护剂，硼砂与铜焊粉熔融后应保证转子钢基体完全浸没其中，保温1小时。
3.根据权利要求1所述的一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺，其特征在于，步骤B的具体过程为：
b1)吹砂：吹砂去除底模内腔油污及氧化物；
b2)喷涂料：在底模内腔及与钢基体接触端面喷涂石墨涂料；
b3)预热：浇注前，将底模预热至500℃-600℃。
4.根据权利要求1所述的一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺，其特征在于，步骤D的具体过程为：
d1)将底模从加热炉内取出，放置在平整的水箱盖板上；
d2)将转子钢基体从熔融的保护剂中捞出，沥净表面流淌的保护剂，迅速将其放置在底模上；
d3)预先在转子钢基体端面放置一定重量的压铁。
5.根据权利要求1所述的一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺，其特征在于：所述底模包括底模本体(1)，底模本体(1)上端设有与转子钢基体相配合的内孔(2)，内孔(2)下方设有浇注系统(3)。
6.根据权利要求5所述的一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺，其特征在于：内孔(2)与转子钢基体之间的单边配合间隙0.5mm-1.0mm，配合高度5mm-10mm。
7.根据权利要求5所述的一种液压柱塞泵双金属转子整体铸造工艺，其特征在于：浇注系统(3)侧面的斜度为60°，高度为10mm-18mm。
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