一种在钢面上熔铸铅锡青铜的复合配油盘制备方法

技术领域

本发明涉及配油盘制备技术领域，更具体的公开了一种在钢面上熔铸铅锡青铜的复合配油盘制备方法。

背景技术

柱塞泵/马达广泛应用于各种工程机械、建筑机械、煤矿机械、船舶机械等领域。而配油盘是马达和泵中重要的部件之一，其在液压马达或泵中，起高低油路分配作用，使马达或泵中高压油作用时输出扭矩，低压油（回油）时把停止输出扭矩的柱塞腔中的高压油排出。对于中低压，配油盘零件采用黄铜材料为主，与只对应的缸体或球铁等材料的单金属缸体，形成一对一硬一软的摩擦副。而在高压应用中，黄铜材料虽然能满足摩擦性能要求，但不能满足高压工况下的强度要求，容易导致零件开裂、失效，从而造成马达和泵运行异常或者无法运行的情况。

发明内容

本发明主要提供一种在钢面上熔铸铅锡青铜的复合配油盘制备方法，能够解决传统的配油盘不能满足高压工况下的强度要求，容易导致零件开裂、失效的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，更具体的说是一种在钢面上熔铸铅锡青铜的复合配油盘制备方法，包括以下步骤：

S1、根据最终配油盘零件的规格尺寸，设计钢基体配油盘毛坯；并在钢基体配油盘毛坯外设计高出球面一定高度的钢环，以容纳熔化后的熔融铜合金溶液；

S2、清洁钢基体配油盘毛坯需复合的球面表面和锡铅青铜，然后将金属助焊剂涂抹在钢基体配油盘毛坯上待复合的球面表面，同时在钢基体配油盘毛坯的球形凸面放置锡铅青铜；

S3、将钢基体配油盘毛坯和锡铅青铜一同放在网带式电阻炉的网带上，并预先开启网带式电阻炉使炉内温度达到工作温度，然后通过网带传输把钢基体配油盘毛坯和锡铅青铜输送至炉内加热，使钢基体配油盘毛坯球面上放置的锡铅青铜熔化；

S4、网带运行至网带式电阻炉的缓冷区，给予一定的冷却速度，让钢基体配油盘毛坯缓慢降温至800℃，然后进入网带式电阻炉的冷却区，在冷却水套的冷却下冷却至100℃后出炉。

更进一步的，所述钢基体配油盘毛坯的具体设计过程为：首先获取最终配油盘零件的直径、缸体的内径以及缸体内壁的摩擦系数，并根据以上获取到的参数设计钢基体配油盘毛坯上的铜层球面直径：

其中，R为钢基体配油盘毛坯上的铜层球面直径，

然后，再获取最终配油盘零件的厚度，工作缸体内部的最大和最小压力，并根据以上获取的参数设计钢基体配油盘毛坯的球面厚度：

其中，D为钢基体配油盘毛坯的球面厚度，

更进一步的，所述S1中，钢基体配油盘毛坯外的钢环的高度为：

其中，H为钢环的高度，

更进一步的，所述S2中，采用无水乙醇对钢基体配油盘毛坯需复合的球面表面以及锡铅青铜进行清洗。

更进一步的，所述S3中，在对钢基体配油盘毛坯和锡铅青铜进行加热的时候，加热温度设置为1020-1060℃，加热时间为25-45min。

更进一步的，所述S4中，在给予一定的冷却速度的时候，首先获取加热后的钢基体配油盘毛坯以及锡铅青铜的温度、预设定的缓冷温度以及当前的环境温度，并获取历史相似类型金属加热后的缓冷冷却速度，然后根据以上获取的数据自动的调整冷却速度：

。

其中，T为加热后零件的温度，

更进一步的，所述S3和S4的整个加热和凝固过程中，炉内充斥纯度不小于99.99%氮气和裂解氢气的混合气体作为保护气。

更进一步的，所述保护气的填充量为：

其中，L为保护气的填充量，

本发明一种在钢面上熔铸铅锡青铜的复合配油盘制备方法的有益效果为：熔化后的锡铅青铜熔液与钢基体在高温下产生的Cu原子与Fe原子的相互扩散，在锡铅青铜重新凝固后，取得了铜钢结合面与凝固后铜层的固溶强化效果。使铜层与钢基体结合面的结合强度比铜材原材料具有更高的剪切强度。并且随着锡铅青铜层中固溶的Fe元素含量的增加，较熔铸前的锡铅青铜原材料具有更高的硬度，从而提升了铜层的耐磨性和接触强度。复合的钢基体强度能够满足高压工况下对配油盘零件材料的强度要求。此外，在制造的过程中是根据最终配油盘零件的规格参数设计的钢基体配油盘毛坯，能够使最终的产品更加适配工作缸体。并且在制造的过程中，冷却温度能够自动调整，使冷却速度更加适应当前零件，从而更好的去除零件中的热应力。同时在加热和冷却的过程中，采用氮气和裂解氢气作为保护气，能够有效避免零件受到外界干扰。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明做进一步详细的说明。

图1为方法流程示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

根据本发明的一个方面，如图1所示，提供了一种在钢面上熔铸铅锡青铜的复合配油盘制备方法，包括以下步骤：第一步、首先获取最终配油盘零件的直径

然后，再获取最终配油盘零件的厚度

。

其中，

再在钢基体配油盘毛坯外设计高出球面H的钢环，以容纳熔化后的熔融铜合金溶液：

其中，

第二步、采用无水乙醇清洁钢基体配油盘毛坯需复合的球面表面和锡铅青铜，然后将金属助焊剂涂抹在钢基体配油盘毛坯上待复合的球面表面，同时在钢基体配油盘毛坯的球形凸面放置锡铅青铜。

第三步、将钢基体配油盘毛坯和锡铅青铜一同放在网带式电阻炉的网带上，并预先开启网带式电阻炉使炉内温度达到1020-1060℃的工作温度，然后通过网带传输把钢基体配油盘毛坯和锡铅青铜输送至炉内加热25-45min，使钢基体配油盘毛坯球面上放置的锡铅青铜熔化。

第四步、网带运行至网带式电阻炉的缓冷区，然后获取加热后的钢基体配油盘毛坯以及锡铅青铜的温度T、预设定的缓冷温度

其中，Z为获取的总次数。让钢基体配油盘毛坯缓慢降温至800℃，然后进入网带式电阻炉的冷却区，在冷却水套的冷却下冷却至100℃后出炉。

在本实施例中，S3和S4的整个加热和凝固过程中，炉内充斥纯度不小于99.99%氮气和裂解氢气的混合气体作为保护气。保护气的填充量为：

其中，L为保护气的填充量，

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。