一種高溫防氧化柱塞泵轉(zhuǎn)子制造方法
【專利摘要】一種高溫防氧化柱塞泵轉(zhuǎn)子制造方法，屬于柱塞泵轉(zhuǎn)子加工成型技術(shù)領(lǐng)域，其特征是按如下步驟依次進(jìn)行：a、硼砂放入烘干機(jī)中脫水得到塊狀無(wú)水硼砂；b、塊狀無(wú)水硼砂充分研磨得到無(wú)水硼砂粉末；c、將無(wú)水硼砂粉末和乙二醇溶液配制懸濁液，并將懸濁液攪拌均勻，其中無(wú)水硼砂粉末的質(zhì)量?體積濃度為1.86~2.33g/ml；d、打磨鋼基體內(nèi)表面，將懸濁液均勻涂覆于鋼基體內(nèi)表面后放入烘干箱中烘干；e、將鋼基體充分預(yù)熱；f、將熔煉好的鑄造銅合金澆入充分預(yù)熱的鋼基體中，待冷卻后，經(jīng)過(guò)加工處理，即可得到鋼?銅雙金屬柱塞泵轉(zhuǎn)子。本發(fā)明提高了柱塞泵轉(zhuǎn)子力學(xué)性能，改善生產(chǎn)操作工藝，降低生產(chǎn)成本，為高耐磨、高強(qiáng)度轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)提供技術(shù)支持。
【專利說(shuō)明】
一種高溫防氧化柱塞泵轉(zhuǎn)子制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于柱塞栗轉(zhuǎn)子加工成型技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種高溫防氧化柱塞栗轉(zhuǎn)子制造方法?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]柱塞栗轉(zhuǎn)子是柱塞栗核心零件，常見(jiàn)的轉(zhuǎn)子材料為鋼、銅、鑄鐵及鋼-銅雙金屬，鋼制轉(zhuǎn)子的柱塞孔是在熱處理后采用磨孔、研孔而獲得精度的，由于孔的深度為直徑的3倍以上，所以生產(chǎn)效率低;對(duì)于銅轉(zhuǎn)子孔多采用鏜孔后擠壓孔工藝，由于擠壓工具質(zhì)量不穩(wěn)定， 所以擠壓精度不穩(wěn)定，特別是在車床上鏜孔后擠孔，孔的直線度及光潔度很難保證穩(wěn)定。而采用鋼-銅雙金屬可較好的解決上述問(wèn)題，所以現(xiàn)有技術(shù)中常采用鋼_銅雙金屬制造柱塞栗轉(zhuǎn)子。
[0003]鋼-銅雙金屬柱塞栗轉(zhuǎn)子制備過(guò)程中，鋼和銅兩種金屬材料在高溫作用下進(jìn)行相互擴(kuò)散而形成的具有高耐磨、高結(jié)合強(qiáng)度的雙金屬材料，但是高溫下鋼基體易被氧化，所以現(xiàn)有技術(shù)中廣泛使用熔融硼砂涂覆于鋼基體內(nèi)表面，抑制高溫下鋼基體表面氧化，但是采用熔融硼砂對(duì)鋼基體進(jìn)行高溫保護(hù)操作工藝復(fù)雜、氣氛保護(hù)氣密性低、預(yù)熱時(shí)間長(zhǎng)、防護(hù)性差且成本高，不利于鋼-銅雙金屬柱塞栗轉(zhuǎn)子投入生產(chǎn)實(shí)際使用。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的發(fā)明目的為通過(guò)鋼基體高溫防氧化工藝提高柱塞栗轉(zhuǎn)子力學(xué)性能，改善生產(chǎn)操作工藝，降低生產(chǎn)成本，為高耐磨、高強(qiáng)度轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)提供技術(shù)支持，本發(fā)明提供一種高溫防氧化柱塞栗轉(zhuǎn)子制造方法。
[0005]本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)。
[0006]—種高溫防氧化柱塞栗轉(zhuǎn)子制造方法，其特征在于，按如下步驟依次進(jìn)行:a、將含結(jié)晶水的硼砂放入烘干機(jī)中進(jìn)行脫水，得到塊狀無(wú)水硼砂；b、將塊狀無(wú)水硼砂進(jìn)行研磨，得到無(wú)水硼砂粉末；c、將無(wú)水硼砂粉末和乙二醇溶液配制懸濁液，并將懸濁液攪拌均勻，其中無(wú)水硼砂粉末的質(zhì)量-體積濃度為1.86?2.33g/ml;d、打磨鋼基體內(nèi)表面，將配制好的懸濁液均勻涂覆在鋼基體內(nèi)表面，然后將鋼基體放入烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干；e、待鋼基體表面懸濁液呈透明粘稠膠狀后，再將鋼基體放入1000?ll〇〇°C高溫爐中進(jìn)行充分預(yù)熱，即使鋼基體表面溫度與心部溫度相同；f、將熔煉好的鑄造銅合金澆入充分預(yù)熱的鋼基體內(nèi)，待冷卻后，經(jīng)過(guò)加工處理，即可得到鋼-銅雙金屬柱塞栗轉(zhuǎn)子。
[0007]進(jìn)一步的，所述步驟a中含結(jié)晶水硼砂放入300±10°C烘干機(jī)中進(jìn)行脫水，脫水時(shí)間為1?2h。
[0008]進(jìn)一步的，所述步驟d中鋼基體的烘干溫度為120±10°C，烘干時(shí)間為4?5h。
[0009]進(jìn)一步的，所述步驟d中懸池液的涂覆厚度為2±0.5mm，且懸池液不下流。
[0010]進(jìn)一步的，所述鑄造銅合金的分子式為ZCuPb20Sn5。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果。
[0012]1、本方法中采用的防氧化劑的組成為無(wú)水硼砂粉末與乙二醇溶液配制的懸濁液， 并且優(yōu)化無(wú)水硼砂粉末的質(zhì)量-體積濃度為1.86?2.33g/ml，將防氧化劑涂覆于鋼基體上， 使得鋼基體內(nèi)表面有效防氧化。
[0013]2、本方法確定了鋼基體預(yù)熱溫度，改善了鋼基體高溫預(yù)熱防氧化的工藝，提高了鋼銅雙金屬界面結(jié)合強(qiáng)度?！靖綀D說(shuō)明】
[0014]圖1為本發(fā)明制備的鋼-銅雙金屬接合界面宏觀圖。
[0015]圖2為實(shí)施例一制備的鋼-銅雙金屬結(jié)合界面微觀SEM圖。
[0016]圖3為實(shí)施例一制備的鋼-銅雙金屬結(jié)合界面鐵、銅元素線分析圖。
[0017]圖4為實(shí)施例二制備的鋼-銅雙金屬結(jié)合界面微觀SEM圖。
[0018]圖5為實(shí)施例二制備的鋼-銅雙金屬結(jié)合界面鐵、銅元素線分析圖。
[0019]圖6為實(shí)施例三制備的鋼-銅雙金屬結(jié)合界面微觀SEM圖。
[0020]圖7為實(shí)施例三制備的鋼-銅雙金屬結(jié)合界面鐵、銅元素線分析圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021]實(shí)施例一如圖1?3所示，一種高溫防氧化柱塞栗轉(zhuǎn)子制造方法，其特征在于，按如下步驟依次進(jìn)行:a、將含結(jié)晶水的硼砂放入290°C烘干機(jī)中進(jìn)行脫水，脫水時(shí)間為lh，得到塊狀無(wú)水硼砂;其中，含結(jié)晶水的硼砂的材質(zhì)為。[〇〇22] b、將塊狀無(wú)水硼砂放入球磨機(jī)中進(jìn)行充分球磨，得到無(wú)水硼砂粉末。[〇〇23] c、將無(wú)水硼砂粉末和乙二醇溶液配制懸濁液，并將懸濁液攪拌均勻，其中無(wú)水硼砂粉末的質(zhì)量-體積濃度為2g/ml，即本實(shí)施例中添加無(wú)水硼砂42g，乙二醇溶液21ml。
[0024]d、打磨鋼基體內(nèi)表面，去除鋼基體內(nèi)表面上的氧化層及附著的雜質(zhì)，將配制好的懸濁液均勻涂覆在鋼基體內(nèi)表面，涂覆厚度為1.5mm，待鋼基體上的硼砂層不再下流，然后將鋼基體放入烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干，烘干溫度為11 〇°C，烘干時(shí)間為4h。
[0025]e、待鋼基體表面懸濁液呈透明粘稠膠狀后，再將鋼基體放入1000°C高溫爐中進(jìn)行充分預(yù)熱，即使鋼基體表面溫度與心部溫度相同。[〇〇26] f、將熔煉好的鑄造銅合金ZCuPb20Sn5澆入充分預(yù)熱的鋼基體內(nèi)，待冷卻后，經(jīng)過(guò)加工處理，即可得到鋼-銅雙金屬柱塞栗轉(zhuǎn)子。[〇〇27] 本實(shí)施例中鋼基體材質(zhì)為45鋼，經(jīng)本工藝制備的45鋼與ZCuPb20Sn5得到的鋼-銅雙金屬柱塞栗轉(zhuǎn)子剪切強(qiáng)度達(dá)到82MPa，符合工程實(shí)際要求。[〇〇28] 實(shí)施例二如圖4?5所示，一種高溫防氧化柱塞栗轉(zhuǎn)子制造方法，其特征在于，按如下步驟依次進(jìn)行:a、將含結(jié)晶水的硼砂放入300°C烘干機(jī)中進(jìn)行脫水，脫水時(shí)間為1.5h，得到塊狀無(wú)水硼砂;其中，含結(jié)晶水的硼砂的材質(zhì)為。[〇〇29] b、將塊狀無(wú)水硼砂放入球磨機(jī)中進(jìn)行充分球磨，得到無(wú)水硼砂粉末。[〇〇3〇] c、將無(wú)水硼砂粉末和乙二醇溶液配制懸濁液，并將懸濁液攪拌均勻，其中無(wú)水硼砂粉末的質(zhì)量-體積濃度為1.86g/ml，即本實(shí)施例中添加無(wú)水硼砂46.5g，乙二醇溶液25ml。 [〇〇31] d、打磨鋼基體內(nèi)表面，去除鋼基體內(nèi)表面上的氧化層及附著的雜質(zhì)，將配制好的懸濁液均勻涂覆在鋼基體內(nèi)表面，涂覆厚度為2mm，待鋼基體上的硼砂層不再下流，然后將鋼基體放入烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干，烘干溫度為120 °C，烘干時(shí)間為4.5h。[〇〇32] e、待鋼基體表面懸濁液呈透明粘稠膠狀后，再將鋼基體放入1050°C高溫爐中進(jìn)行充分預(yù)熱，即使鋼基體表面溫度與心部溫度相同。[〇〇33] f、將熔煉好的鑄造銅合金ZCuPb20Sn5澆入充分預(yù)熱的鋼基體內(nèi)，待冷卻后，經(jīng)過(guò)加工處理，即可得到鋼-銅雙金屬柱塞栗轉(zhuǎn)子。[〇〇34] 本實(shí)施例中鋼基體材質(zhì)為45鋼，經(jīng)本工藝制備的45鋼與ZCuPb20Sn5得到的鋼-銅雙金屬柱塞栗轉(zhuǎn)子剪切強(qiáng)度達(dá)到85MPa，符合工程實(shí)際要求。[〇〇35] 實(shí)施例三如圖6?7所示，一種高溫防氧化柱塞栗轉(zhuǎn)子制造方法，其特征在于，按如下步驟依次進(jìn)行:a、將含結(jié)晶水的硼砂放入310°C烘干機(jī)中進(jìn)行脫水，脫水時(shí)間為2h，得到塊狀無(wú)水硼砂;其中，含結(jié)晶水的硼砂的材質(zhì)為。[〇〇36] b、將塊狀無(wú)水硼砂放入球磨機(jī)中進(jìn)行充分球磨，得到無(wú)水硼砂粉末。[〇〇37] c、將無(wú)水硼砂粉末和乙二醇溶液配制懸濁液，并將懸濁液攪拌均勻，其中無(wú)水硼砂粉末的質(zhì)量-體積濃度為2.33g/ml，即本實(shí)施例中添加無(wú)水硼砂34.95g，乙二醇溶液 15ml 〇
[0038] d、打磨鋼基體內(nèi)表面，去除鋼基體內(nèi)表面上的氧化層及附著的雜質(zhì)，將配制好的懸濁液均勻涂覆在鋼基體內(nèi)表面，涂覆厚度為2.5mm，待鋼基體上的硼砂層不再下流，然后將鋼基體放入烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干，烘干溫度為130 °C，烘干時(shí)間為5h。
[0039] e、待鋼基體表面懸濁液呈透明粘稠膠狀后，再將鋼基體放入1100°C高溫爐中進(jìn)行充分預(yù)熱，即使鋼基體表面溫度與心部溫度相同。
[0040] f、將熔煉好的鑄造銅合金ZCuPb20Sn5澆入充分預(yù)熱的鋼基體內(nèi)，待冷卻后，經(jīng)過(guò)加工處理，即可得到鋼-銅雙金屬柱塞栗轉(zhuǎn)子。[0041 ] 本實(shí)施例中鋼基體材質(zhì)為45鋼，經(jīng)本工藝制備的45鋼與ZCuPb20Sn5得到的鋼-銅雙金屬柱塞栗轉(zhuǎn)子剪切強(qiáng)度達(dá)到95MPa，符合工程實(shí)際要求。[〇〇42]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高溫防氧化柱塞栗轉(zhuǎn)子制造方法，其特征在于，按如下步驟依次進(jìn)行:a、將含結(jié)晶水的硼砂放入烘干機(jī)中進(jìn)行脫水，得到塊狀無(wú)水硼砂；b、將塊狀無(wú)水硼砂進(jìn)行研磨，得到無(wú)水硼砂粉末；c、將無(wú)水硼砂粉末和乙二醇溶液配制懸濁液，并將懸濁液攪拌均勻，其中無(wú)水硼砂粉 末的質(zhì)量-體積濃度為1.86?2.33g/ml;d、打磨鋼基體內(nèi)表面，將配制好的懸濁液均勻涂覆在鋼基體內(nèi)表面，然后將鋼基體放 入烘干箱內(nèi)進(jìn)行烘干；e、待鋼基體表面懸濁液呈透明粘稠膠狀后，再將鋼基體放入1000?ll〇〇°C高溫爐中進(jìn) 行充分預(yù)熱；f、將熔煉好的鑄造銅合金澆入充分預(yù)熱的鋼基體內(nèi)，待冷卻后，經(jīng)過(guò)加工處理，即可得 到鋼-銅雙金屬柱塞栗轉(zhuǎn)子。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫防氧化柱塞栗轉(zhuǎn)子制造方法，其特征在于:所述步驟 a中含結(jié)晶水硼砂放入300±10°C烘干機(jī)中進(jìn)行脫水，脫水時(shí)間為1?2h。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫防氧化柱塞栗轉(zhuǎn)子制造方法，其特征在于:所述步驟 d中鋼基體的烘干溫度為120 ± 10 °C，烘干時(shí)間為4?5h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫防氧化柱塞栗轉(zhuǎn)子制造方法，其特征在于:所述步驟 d中懸濁液的涂覆厚度為2 ± 0.5mm，且懸濁液不下流。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高溫防氧化柱塞栗轉(zhuǎn)子制造方法，其特征在于:所述鑄造 銅合金的分子式為ZCuPb20Sn5。
【文檔編號(hào)】B22D19/16GK106001512SQ201610348580
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】張國(guó)偉, 徐宏, 王明杰, 任曉燕, 張佳琪, 李晶晶, 任霽萍
【申請(qǐng)人】中北大學(xué)