专利名称：：一种柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种工件表面强化处理工艺，尤其涉及液压柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺，属于精密零件表面改性处理领域。
背景技术：
：柱塞泵通过分油盖将低压油液吸入，经高压压縮后从分油盖的高压腔输出，从而将机械能转变为液压能。分油盖是柱塞泵内的关键摩擦副零件，其工作面承载转子的大比压推力及高转速摩擦热作用，同时还要保持工作面的密封能力。因而，要求分油盖工作面加工精度高、耐磨性好。根据泵内摩擦学经验，若硬质材料与软质材料配对，发生软磨硬，其磨损机制主要为磨粒磨损。柱塞泵内的与铜合金配对的渗氮处理分油盖表面通常早期磨损严重，证实材料表面的抗磨粒磨损不足，并且渗氮处理的钢不耐干磨，可生成有害的摩擦白层。需要找出一种表面改性工艺方法，既能进一步提高其抗粘着磨损及抗磨粒磨损的能力，又能保持工作面的尺寸精度。现有工件的表面强化的方法有很多种，如渗氮工艺、气相沉积、离子注入技术等。渗氮钢分油盖的工作面仅靠渗氮处理进行强化的方法不理想，柱塞泵在临界工况条件下工作会出现分油盖表面磨损加剧、内泄漏增大、泵寿命降低的情况。离子注入工艺是在真空系统中，用经过加速的高能离子注入到固体材料表面，引起材料成份和结构变化，从而在所选择的工作表面区域形成一个强化的表面层。离子注入的特征之一是在真空及较低温度下注入，零件不氧化、不变形，能保持原有尺寸精度和表面粗糙度，可用作精密零件的最终处理工艺。已经证实，钢经渗氮处理后再进行离子注入可明显提高钢的抗粘着磨损和抗磨粒磨损能力。现有的离子注入工艺一般包括常规离子注入技术(国际上简称CI)和全方位离子注入技术(国际上简称PS11)。常规离子注入是通过离子束对工件表面进行视线过程注入；全方位离子注入技术是将被处理工件直接浸泡在高密度等离子体中，在工件上施加脉冲负高压，实现全方位的离子注入。采用不同能量的常规离子注入+全方位离子注入的复合注入技术提高了表面离子浓度和均匀性，保证了注入质量的稳定性，处理后工件的磨损寿命和可靠性大大提高。但离子注入技术大多应用于航空领域如轴承之类的精密零件上，针对柱塞泵分油盖的离子注入工艺到目前为止尚未应用。
发明内容本发明的目的在于，提供一种柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺。本发明能显著提高柱塞泵分油盖抗粘着磨损与抗磨粒磨损能力，从而提高分油盖的使用效果和延长分油盖的使用寿命。本发明的技术方案一种柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺，该工艺是先将分油盖表面进行渗氮处理，然后通过对分油盖表面注入N+离子实现分油盖的表面强化处理。上述的柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺中，所述对工件表面注入N+离子是先进行N+离子的常规注入技术，再进行N+离子的全方位注入技术。前述的柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺中，所述N+离子的常规注入技术采用6070KeV的注入能量，注入剂量控制在4X10178X1017离子/cm2，工作真空度5.0X1036.0X103Pa;所述N+离子的全方位注入技术采用3545KeV的注入能量，注入剂量控制在0.5X10171.5X1017离子/cm3，工作真空度5.0X10—36.0X10—3Pa。前述的柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺中，所述N+离子的常规注入技术采用70KeV的注入能量，注入剂量控制在6X1017离子/cm2，工作真空度6.0X10—3Pa;所述N+离子的全方位注入技术采用45KeV的注入能量，注入剂量控制在1.0X10"离子/cm3，工作真空度6.0X10—3Pa。与现有技术相比，本发明通过先对柱塞泵分油盖的表面进行渗氮处理，再注入^离子实现工件的表面强化。本发明对柱塞泵分油盖采用渗氮+N+离子注入后，工件近表层的氮元素浓度比单纯渗氮处理提高了23倍，并且表层形成的非晶态膜、细化多晶层、第二相沉淀等组织强化作用使表面显微硬度提高，工件的抗粘着磨损能力大为改善，耐磨粒磨损能力明显提高，同时使工件的摩擦副的摩擦系数减小、承载力增大；本发明对工件表面注入N+离子是先进行N+离子的常规注入技术(C1)，再进行N+离子的全方位注入技术(PSn)，该表面强化处理不仅显著提高了工件抗粘着磨损、抗磨粒磨损能力，而且工件表面强化处理均匀，提高了工件的稳定性。离子注入技术的参数组合是在申请人通过反复试验、比较、归纳和总结获得的结果，效果非常显著，柱塞泵的回油量曲线呈平直或平缓上升态势，寿命提高了一倍以上，泵的工作可靠性也大大提高。图1是本发明常规注入的工作原理示意图；图2是本发明全方位离子注入的工作原理示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。实施例。一种柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺，该工艺是先将分油盖表面进行渗氮处理，然后通过对分油盖表面注入N+离子实现分油盖的表面强化处理；注入N+离子是先进行N+离子的常规离子注入技术，再进行N+离子的全方位离子注入；所述的N+离子的常规注入技术采用70KeV的注入能量，注入剂量控制在6X1017离子/cm2，工作真空度6.0X10—3Pa;所述N+离子的全方位注入技术采用45KeV的注入能量，注入剂量控制在1.0X1017离子/cm3，工作真空度6.0X10—3Pa。本发明的工艺流程1、渗氮钢分油盖调质处理(38CrMoAlA钢参照企标本新1_92，25Cr3MoA钢参照HB/Z136-88);2、对分油盖进行精加工；3、对分油盖进行气体渗氮(参照HB/Z79-95二段法)，渗氮后硬度38CrMoAlA>900HV5，25Cr3MoA>800HV5;4、推研分油盖的工作面；5、对分油盖表面进行常规离子注入(C1)+全方位离子注入(PS11)。离子注入后质量检查①陪伴试样离子注入后的显微硬度值应比注入前提高10%以上；②注入后再次检测零件注入面的平面度和表面粗糙度应符合零件设计图纸要求。本发明中N+离子的常规离子注入技术(CI)的工作原理如图l所示，N+离子由离子源1射出，经过加速器2形成离子束3，在真空系统4中离子束3撞击固定在工件转动靶5上随工件转动靶5转动的工件，对工件6表面进行N+离子的常规注入技术(CI);N+离子的全方位离子注入技术(PSII)的工作原理如图2所示，安装在工作台9上的工件6设置于充满等离子体11的真空系统8内，当高压脉冲电源7通电对连接工件台9的高压脉冲10引入电极，热阴极灯丝11作为离子源实现工件6表面的N+离子全方位注入(PSII)。本发明中N+离子注入技术的参数<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>按照现有技术方法，即分油盖仅进行渗氮处理，则在临界工况条件下工作时分油盖工作面磨损严重，油液内泄漏增大，柱塞泵的回油量快速升高，效率下降和寿命縮短，对于大功率泵表现尤甚。采用本发明后柱塞泵的分油盖通过渗氮+N+离子注入技术使工件近表层的氮元素浓度比单纯渗氮处理提高了23倍，并且在工件表层形成的非晶态膜、细化多晶层、第二相沉淀等组织强化作用使表面显微硬度提高，工件的抗粘着磨损能力和抗磨粒磨损能力明显提高，同时摩擦副的摩擦系数减小、承载力增大。本发明处理后的柱塞泵的实际效果表现为，柱塞泵的回油量曲线呈平直或平缓上升态势，泵的寿命提高一倍以上，泵的工作可靠性大大提高。权利要求一种柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺，其特征在于该工艺先将分油盖表面进行渗氮处理，然后通过对分油盖表面注入N+离子实现分油盖的表面强化处理。2.根据权利要求1所述的柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺，其特征在于所述对工件表面注入N+离子是先进行N+离子的常规注入技术，再进行N+离子的全方位注入技术。3.根据权利要求2所述的柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺，其特征在于所述N+离子的常规注入技术采用6070KeV的注入能量，注入剂量控制在4X10178X1017离子/cm2，工作真空度5.0XlO—36.0X10—3Pa;所述N+离子的全方位注入技术采用3545KeV的注入能量，注入剂量控制在0.5X10171.5X1017离子/cm3，工作真空度5.OX10—36.0X10—3Pa。4.根据权利要求3所述的柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺，其特征在于所述N+离子的常规注入技术采用70KeV的注入能量，注入剂量控制在6X1017离子/cm2，工作真空度6.0X10—3Pa;所述N+离子的全方位注入技术采用45KeV的注入能量，注入剂量控制在1.0X1017离子/cm3，工作真空度6.0X10—3Pa。全文摘要本发明公开了一种柱塞泵分油盖的表面强化处理工艺，该工艺是先将柱塞泵分油盖进行渗氮处理，然后通过对工件表面注入N+离子实现工件的复合表面强化处理。本发明能显著提高柱塞泵分油盖抗粘着磨损与抗磨粒磨损能力，从而延长零件的耐磨寿命，处理后的柱塞泵寿命提高一倍以上。文档编号C23C14/48GK101775573SQ20101011864公开日2010年7月14日申请日期2010年3月5日优先权日2010年3月5日发明者刘俊,尹克里,杨枭,熊志文,耿漫,陈元儒,黄贻先申请人:中航力源液压股份有限公司