本發(fā)明涉及柱塞泵缸體加工，具體是一種熔鑄缸體制備方法及熔鑄缸體。

背景技術(shù)：

1、缸體是柱塞泵的關(guān)鍵核心零件，其使用壽命和穩(wěn)定性直接影響到整個柱塞泵的使用壽命和質(zhì)量。在制備柱塞泵缸體時(shí)，常在缸體的鋼基體孔內(nèi)鑲嵌銅套。當(dāng)前，鑲嵌銅套普遍采用常溫下依靠壓力機(jī)將銅套直接壓入缸體柱塞孔中，使銅套與鋼基體孔實(shí)現(xiàn)過盈配合的方法。該種方法在壓裝前對缸體柱塞孔工藝要求較高，加工成本比較大，銅套壓裝后為保證柱塞孔圓度、直線度等要求，需對壓裝后的銅套進(jìn)行二次加工。并且柱塞孔銅套在缸體使用過程中，會出現(xiàn)劃傷、拉出等影響使用壽命的問題。

2、除了柱塞孔內(nèi)鑲銅套制備缸體，目前還有通過熔鑄法在柱塞孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)銅鋼雙金屬復(fù)合成型的方法。雙金屬冶煉過程中，通常需要進(jìn)行高溫冶煉，而冷卻技術(shù)在這一過程中扮演著至關(guān)重要的角色。由于缸體結(jié)構(gòu)的特殊性，若采用空冷的方式，銅合金熔化再凝固成型過程中會產(chǎn)生縮松、縮孔等典型熔鑄缺陷問題，嚴(yán)重制約雙金屬材料的使用性能。而目前采用的直接水冷、氣冷等方式，由于冷卻速度快，鋼基體和銅合金凝固收縮時(shí)內(nèi)應(yīng)力大，導(dǎo)致銅鋼雙金屬結(jié)合處出現(xiàn)裂紋，尤其是柱塞孔內(nèi)銅鋼結(jié)合處。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種熔鑄缸體制備方法及熔鑄缸體，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種熔鑄缸體制備方法，包括以下步驟：

4、步驟1、對缸體上柱塞孔的底部進(jìn)行密封；

5、步驟2、對銅合金與熔鑄缸體進(jìn)行燒結(jié)；

6、步驟3、對熔鑄后的缸體進(jìn)行冷卻；

7、步驟4、對冷卻后熔鑄缸體進(jìn)行精加工。

8、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述步驟1中將柱塞孔堵頭壓入缸體毛坯柱塞孔底部，再對堵頭和缸體毛坯邊緣進(jìn)行焊接密封。

9、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述步驟2中，將銅合金塊放置于鋼基體熔銅池內(nèi)，并放入高溫爐內(nèi)燒結(jié)，出爐溫度為1050℃。

10、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述步驟3中的冷卻采用空冷、液冷分段式冷卻。

11、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述步驟3中，冷卻包括以下步驟：

12、步驟3.1、空冷：將出爐后的熔鑄缸體靜置在空氣中，冷卻至缸體表面溫度為a℃；

13、步驟3.2、液冷：將步驟3.1中空冷后的熔鑄缸體放置到冷卻液中，冷卻液未完全浸沒熔鑄缸體，冷卻至缸體表面溫度為b℃；

14、步驟3.3、空冷：將步驟3.2中液冷后的缸體從冷卻液中抬升到冷卻液上方，在空氣中冷卻至缸體表面溫度為c℃；

15、步驟3.4、液冷：將步驟3.3中空冷后的缸體再次浸入到冷卻液中，冷卻液未完全浸沒熔鑄缸體，冷卻至缸體局部變黑，冷卻結(jié)束。

16、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述步驟3.1中的a為950-1000，所述步驟3.2中的b為750-850，所述步驟3.3中的c為650-700。

17、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述液冷的冷卻液可以采用冷卻水或淬火液或冷卻油。

18、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述步驟3.2中冷卻液高度位于缸體毛坯高度的1/3處。

19、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述步驟3.4中冷卻液高度位于缸體毛坯高度的1/3處，持續(xù)冷卻至缸體變黑部分占總毛坯高度的2/3-3/4處，冷卻結(jié)束。

20、一種熔鑄缸體，采用權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的熔鑄缸體制備方法制備，所述熔鑄缸體包括缸體主體，所述缸體主體上開設(shè)有多個柱塞孔，所述柱塞孔內(nèi)熔鑄有銅合金層。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

22、1、本申請通過分段冷卻的方式，實(shí)現(xiàn)無縮松縮孔等熔鑄缺陷、銅鋼雙金屬冶金擴(kuò)散結(jié)合，保證銅合金層具有較好的力學(xué)和摩擦學(xué)性能，由此提高銅鋼雙金屬缸體使用壽命。

23、2、本申請缸體毛坯熔鑄出爐后于空氣中緩冷一段時(shí)間，使缸體毛坯溫度降低，不在高溫下直接與冷卻液接觸，可避免由于冷卻速度過快導(dǎo)致缸體和柱塞孔內(nèi)銅合金開裂問題；

24、3、本申請缸體毛坯通過控制溫度進(jìn)行分段式冷卻，可以降低柱塞孔內(nèi)銅合金冷卻速度，同時(shí)，浸入冷卻液冷卻一段時(shí)間后空冷，使缸體產(chǎn)生類似自回火的效果，減小銅合金激冷造成的內(nèi)應(yīng)力，避免柱塞孔內(nèi)銅鋼雙金屬結(jié)合不良情況；

25、4、本申請缸體基于梯度溫度場設(shè)計(jì)，通過自下而上的定向凝固工藝，實(shí)現(xiàn)無縮松縮孔等熔鑄缺陷、雙金屬冶金擴(kuò)散結(jié)合，保證銅合金層具有較好的力學(xué)和摩擦學(xué)性能。

技術(shù)特征：

1.一種熔鑄缸體制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔鑄缸體制備方法，其特征在于，所述步驟1中將柱塞孔堵頭壓入缸體毛坯柱塞孔底部，再對堵頭和缸體毛坯邊緣進(jìn)行焊接密封。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔鑄缸體制備方法，其特征在于，所述步驟2中，將銅合金塊放置于鋼基體熔銅池內(nèi)，并放入高溫爐內(nèi)燒結(jié)，出爐溫度為1050℃。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔鑄缸體制備方法，其特征在于，所述步驟3中的冷卻采用空冷、液冷分段式冷卻。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種熔鑄缸體制備方法，其特征在于，所述步驟3中，冷卻包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種熔鑄缸體制備方法，其特征在于，所述步驟3.1中的a為950-1000，所述步驟3.2中的b為750-850，所述步驟3.3中的c為650-700。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種熔鑄缸體制備方法，其特征在于，所述液冷的冷卻液可以采用冷卻水或淬火液或冷卻油。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種熔鑄缸體制備方法，其特征在于，所述步驟3.2中冷卻液高度位于缸體毛坯高度的1/3處。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種熔鑄缸體制備方法，其特征在于，所述步驟3.4中冷卻液高度位于缸體毛坯高度的1/3處，持續(xù)冷卻至缸體變黑部分占總毛坯高度的2/3-3/4處，冷卻結(jié)束。

10.一種熔鑄缸體，其特征在于，采用權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的熔鑄缸體制備方法制備，所述熔鑄缸體包括缸體主體，所述缸體主體上開設(shè)有多個柱塞孔，所述柱塞孔內(nèi)熔鑄有銅合金層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種熔鑄缸體制備方法，包括以下步驟：步驟1、對缸體上柱塞孔的底部進(jìn)行密封；步驟2、對銅合金與熔鑄缸體進(jìn)行燒結(jié)；步驟3、對熔鑄后的缸體進(jìn)行冷卻；步驟4、對冷卻后熔鑄缸體進(jìn)行精加工，本申請通過分段冷卻的方式，實(shí)現(xiàn)無縮松縮孔等熔鑄缺陷、銅鋼雙金屬冶金擴(kuò)散結(jié)合，保證銅合金層具有較好的力學(xué)和摩擦學(xué)性能，由此提高銅鋼雙金屬缸體使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：侯綠林,李光昊,巫業(yè)棟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：合肥波林新材料股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19