一種在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法，包括復(fù)合包括以下步驟：一、清潔需熔鑄表面并進行活化，在坯件（1）底部安裝導(dǎo)流槽（4）；二、預(yù)熱；三、熔化第一種銅合金，將第一種銅合金灌注到坯件（1）的缸體孔（2）中；四、保溫靜置，放入隔板（6），調(diào)整控溫裝置，使爐內(nèi)的坯件（1）的下端溫度比上端溫度低5-15℃，五、將第二種銅合金放置在坯件（1）的球形凹面（3）中，升溫熔化第二種銅合金，待第二種銅合金完全熔化后保溫靜置；六、冷卻出爐。本發(fā)明可以實現(xiàn)在柱塞泵缸體的兩個不同工作面上復(fù)合不同銅合金，提高柱塞泵的性能和使用壽命。
【專利說明】一種在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柱塞泵缸體的加工方法，特別是涉及一種在柱塞泵缸體內(nèi)復(fù)合銅合金的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)有的工程機械的液壓零部件中，有許多高端產(chǎn)品涉及到銅合金與鋼鐵材料的復(fù)合技術(shù)，這種復(fù)合不是簡單的機械貼合，而是兩者材料之間的冶金結(jié)合，即在兩種材料的界面上發(fā)生原子之間的相互滲透和冶金反應(yīng)，因而對復(fù)合工藝有很高的技術(shù)要求。如常見的液壓柱塞泵缸體，為了解決使用過程中缸體與柱塞、配油盤等零件的摩擦副匹配問題，其缸體就是由鋼基體與銅合金的復(fù)合構(gòu)件，其復(fù)合面包括平面、曲面、圓柱面及孔。
[0003]現(xiàn)有國內(nèi)鋼基體(用鋼加工成型的熔鑄前毛坯)與銅合金的熔鑄結(jié)合，在圓柱面及孔的復(fù)合方面，還沒有類似部件的制造經(jīng)驗，目前，國內(nèi)解決液壓柱塞泵缸體柱塞孔(圓柱孔)的復(fù)合問題，通常采用澆注或者鑲嵌銅套的辦法，澆注法是把銅熔化后采用人工把銅液澆注到鋼基體上的方式，其存在勞動強度大、生產(chǎn)效率低、安全隱患大，合格率低(尤其是尺寸較大的產(chǎn)品)等缺點，在圓柱面及孔的澆注復(fù)合方面，存在先天性不足一銅在孔中的順序凝固問題一直沒有合適的解決方法。鑲嵌銅套的辦法是采用機械力使銅套過盈配合在鋼基體的孔內(nèi)，是簡單的機械貼合，這種加工方法在使用過程中銅套極易拔出，存在很大的使用安全隱患，尤其在中高壓、高壓液壓柱塞泵方面安全隱患更大。
[0004]中國專利CN 102513521 B公開了一種本發(fā)明公開了一種液壓柱塞泵缸體的鋼基體與銅合金圓柱面及孔的熔鑄方法，步驟如下:清潔鋼基體需熔鑄表面，并對表面進行活化；將銅合金放置于鋼基體上，進行預(yù)熱；熔化銅合金使其流入到鋼基體需復(fù)合區(qū)域；保溫放置30-60min ;兩段冷卻。采用該技術(shù)后有效解決了鋼基體與銅合金兩種金屬材質(zhì)冶金結(jié)合的問題，并且使其界面的結(jié)合強度達到了產(chǎn)品的再加工及實用工況要求，使該類產(chǎn)品(液壓柱塞泵鋼基體整體熔鑄缸體毛坯)的合格率可達95%以上，生產(chǎn)效率至少提高一倍以上，結(jié)合強度提高20%左右，相對國內(nèi)同內(nèi)產(chǎn)品成本下降約15%。
[0005]但是在實際工作中，柱塞泵不同部位的工作面工況不同，若要進一步提高工作性能，需要在不用的工作面上復(fù)合不同的銅合金，而上述方法只能在缸體上熔鑄一種銅合金，不能滿足柱塞泵技術(shù)的發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:針對目前液壓柱塞泵缸體復(fù)合銅合金技術(shù)只能復(fù)合一種銅合金的問題，提供了一種能夠在柱塞泵缸體的不同工作面上復(fù)合不同銅合金的方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法，坯件的頂部中央有球形凹面，坯件內(nèi)部設(shè)有一圈柱形的缸體孔，缸體孔和球形凹面之間有連接通道，復(fù)合包括以下步驟: 一、清潔坯件需熔鑄表面，然后將金屬活化劑涂抹或放置在鋼基體的熔鑄表面進行活化，在坯件底部安裝導(dǎo)流槽；
二、預(yù)熱坯件和銅合金；
三、熔化第一種銅合金，將第一種銅合金灌注到坯件的缸體孔(2)中，使銅合金完全填充滿缸體孔；
四、保溫靜置，在坯件缸體孔與球形凹面的連接通道中放入隔板，調(diào)整控溫裝置，使爐內(nèi)的坯件的下端溫度比上端溫度低5-15°C ；
五、將第二種銅合金放置在坯件的球形凹面中，升溫熔化第二種銅合金，待第二種銅合金完全熔化后保溫靜置；
六、冷卻出爐。
[0008]步驟一中，導(dǎo)流槽上安裝有芯棒，芯棒上端插在坯件的缸體孔中。
[0009]步驟二中，預(yù)熱時充純度不小于99.99%氮氣作保護氣；預(yù)熱溫度為800-860°C、時間 30-60min。
[0010]步驟三中，熔化時用純度不小于99.99%氮氣作保護氣，熔化溫度為1080°C至1150。。。
[0011]步驟四中，保溫溫度在1080-1100°c，讓坯件和熔化后的銅合金保溫放置30_60mino
[0012]步驟五中，熔化時用純度不小于99.99%氮氣作保護氣，熔化溫度為1080°C至1150°C ;保溫靜置時溫度在1080-1100°C，讓坯件和熔化后的銅合金保溫放置30_60min。
[0013]步驟六中，冷卻分為兩個階段，第一階段的要求為:用純度不小于99.99%氮氣作保護氣，在920-940°C保溫30-60min ;第二階段的要求是:用純度不小于99.9%氮氣作保護氣，在爐內(nèi)自然冷卻至200°C以下出爐。
[0014]坯件中連接通道是軸線豎直的圓柱形結(jié)構(gòu)，在完成復(fù)合后，需要將連接通道整體加工成傾斜的孔。
[0015]連接通道是一個階梯孔。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
1.本發(fā)明可以實現(xiàn)在柱塞泵缸體的兩個不同工作面上復(fù)合不同銅合金，提高柱塞泵的性能和使用壽命。
[0017]2.利用導(dǎo)流槽將柱塞泵坯件的各個缸體孔連通，平衡銅合金在各個缸體孔內(nèi)的液面，避免不同缸體孔中銅合金的分配不均勻，而且采用這種結(jié)構(gòu)可以僅從一個孔中灌注銅合金，不需要進行分別灌注
3.利用隔板將連通的兩個熔鑄區(qū)域分隔開，并降低是缸體下部的溫度低于上部溫度，防止兩種銅合金相互混合。
[0018]4.在熔鑄過程中預(yù)熱時間、保溫時間、凝固溫度、冷卻速度等技術(shù)參數(shù)，可有效降低熔鑄面出現(xiàn)氣孔、疏松、夾渣等缺陷的幾率，使其達到國際標準。
[0019]5.在熔鑄孔內(nèi)設(shè)置芯棒，可以增加柱面的形核率并形成一定的過冷度，還能節(jié)省銅合金的使用量。
[0020]6.即使利用隔板將兩個熔鑄區(qū)域分開，仍然會有小部分的合金在連接通道的中相互混合，因此將連接通道預(yù)先加工成直孔，熔鑄完畢后再將其加工成斜孔，將內(nèi)部的隔板和相互混合的合金部位一同挖除。
[0021]7.連接通道預(yù)先加工成階梯孔，便于安裝隔板，并提高隔板的隔斷效果。
[0022]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明中待復(fù)合坯件的結(jié)構(gòu)示意圖；
【具體實施方式】:
如圖,液壓柱塞泵缸體坯件I的頂部中央有球形凹面3，坯件I內(nèi)部設(shè)有一圈柱形的缸體孔2，共7個，缸體孔2和球形凹面3之間有連接通道，連接通道是一個豎直的階梯孔，設(shè)計有一個隔板6，可以安裝在階梯孔中。
[0023]在復(fù)合前，先在坯件I底部安裝導(dǎo)流槽4，導(dǎo)流槽4可以將7個缸體孔2的底部連通成一個空腔，導(dǎo)流槽4上安裝有7根芯棒5，芯棒5上端插在缸體孔2中。
[0024]復(fù)合步驟如下:
一、用無水乙醇作為清潔劑清潔坯件I需熔鑄表面，然后將金屬活化劑涂抹或放置在鋼基體的熔鑄表面進行活化，所述的金屬活化劑由兩份硼砂和一份助熔劑均勻混合構(gòu)成，所用的助熔劑為卡斯特林公司生產(chǎn)的焊劑，牌號為1802 ；
二、預(yù)熱坯件1、隔板6和銅合金，預(yù)熱時充純度不小于99.99%氮氣作保護氣；預(yù)熱溫度為 800-860°C、時間 30-60min ；
三、熔化第一種銅合金，將第一種銅合金灌注到坯件I的缸體孔2中，使銅合金完全填充滿缸體孔2，熔化時用純度不小于99.99%氮氣作保護氣，熔化溫度為1080°C至1150°C ；
四、保溫靜置，保溫溫度在1080-1100°C，讓坯件I和熔化后的銅合金保溫放置30-60min,然后在坯件I缸體孔2與球形凹面3的連接通道中放入隔板6，調(diào)整控溫裝置，使爐內(nèi)的坯件I的下端溫度比上端溫度低5-15°C，；
五、將第二種銅合金放置在坯件I的球形凹面3中，升溫熔化第二種銅合金，待第二種銅合金完全熔化后保溫靜置，熔化時用純度不小于99.99%氮氣作保護氣，熔化溫度為1080°C至1150°C ;保溫靜置時溫度在1080-1100°C，讓坯件I和熔化后的銅合金保溫放置30-60min ;六、冷卻出爐,冷卻分為兩個階段,第一階段的要求為:用純度不小于99.99%氮氣作保護氣，在920-940°C保溫30-60min ;第二階段的要求是:用純度不小于99.9%氮氣作保護氣，在爐內(nèi)自然冷卻至200°C以下出爐。
【權(quán)利要求】
1.一種在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法，其特征在于:坯件(1)的頂部中央有球形凹面(3 )，坯件(1)內(nèi)部設(shè)有一圈柱形的缸體孔(2 )，缸體孔(2 )和球形凹面(3 )之間有連接通道，復(fù)合包括以下步驟: 一、清潔坯件(1)需熔鑄表面，然后將金屬活化劑涂抹或放置在鋼基體的熔鑄表面進行活化，在坯件(1)底部安裝導(dǎo)流槽(4)； 二、預(yù)熱坯件(1)和銅合金； 三、熔化第一種銅合金，將第一種銅合金灌注到坯件(1)的缸體孔(2)中，使銅合金完全填充滿缸體孔(2)； 四、保溫靜置，在坯件(1)缸體孔(2)與球形凹面(3)的連接通道中放入隔板(6)，調(diào)整控溫裝置，使爐內(nèi)的坯件(1)的下端溫度比上端溫度低5-15°C ； 五、將第二種銅合金放置在坯件(1)的球形凹面(3)中，升溫熔化第二種銅合金，待第二種銅合金完全熔化后保溫靜置； 六、冷卻出爐。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法，其特征在于:在步驟一中，導(dǎo)流槽(4)上安裝有芯棒(5)，芯棒(5)上端插在坯件(1)的缸體孔(2)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法，其特征在于:在步驟二中，預(yù)熱時充純度不小于99.99%氮氣作保護氣；預(yù)熱溫度為800-860°C、時間30_60mino
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法，其特征在于:步驟三中，熔化時用純度不小于99.99%氮氣作保護氣，熔化溫度為1080°C至1150°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法，其特征在于:在步驟四中，保溫溫度在1080-1100°C，讓坯件(1)和熔化后的銅合金保溫放置30-60min。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法，其特征在于:步驟五中，熔化時用純度不小于99.99%氮氣作保護氣，熔化溫度為1080°C至1150°C;保溫靜置時溫度在1080-1100°C，讓坯件(1)和熔化后的銅合金保溫放置30-60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法，其特征在于:步驟六中，冷卻分為兩個階段，第一階段的要求為:用純度不小于99.99%氮氣作保護氣，在920-940°C保溫30-60min ;第二階段的要求是:用純度不小于99.9%氮氣作保護氣，在爐內(nèi)自然冷卻至200°C以下出爐。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述任一在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法，其特征在于:坯件(1)中連接通道是軸線豎直的圓柱形結(jié)構(gòu)，在完成復(fù)合后，需要將連接通道整體加工成傾斜的孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述在柱塞泵缸體坯件上復(fù)合兩種銅合金的方法，其特征在于:連接通道是一個階梯孔。
【文檔編號】B22D19/16GK104493139SQ201510001326
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2015年1月5日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月5日
【發(fā)明者】殷汝新, 賴朝宏, 周邦華 申請人:貴州鼎成熔鑫科技有限公司