专利名称：液压柱塞泵缸体的球墨铸铁基体与铜合金的熔铸方法
技术领域：
本发明涉及一种液压柱塞泵缸体的球墨铸铁基体与铜合金的熔铸方法，属于液压柱塞泵零配件制造领域。
背景技术：
在现有的工程机械的液压零部件中，有许多高端产品涉及到铜合金与钢铁材料的复合技术，这种复合不是简单的机械贴合，而是两者材料之间的冶金结合，即在两种材料的界面上发生原子之间的相互渗透和冶金反应，因而对复合工艺有很高的技术要求。如常见的液压柱塞泵缸体，为了解决使用过程中缸体与配油盘的摩擦副匹配问题，其缸体就是由球墨铸铁基体与铜合金的复合构件。现有国内球墨铸铁基体(用球墨铸铁加工的液压柱塞泵缸体毛坯)与铜合金的熔铸结合还没有类似部件的制造经验，国外的相关产品又处于专利保护和技术保密状态。而国外企业为控制市场，对其泵多为整机进口，这样导致该设备的成本很高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种球墨铸铁基体与铜合金复合效果好、强度高、复合界面气孔、疏松及夹杂等满足要求的液压柱塞泵缸体的球墨铸铁基体与铜合金的熔铸方法，可以克服现有技术的不足。本发明的技术方案是液压柱塞泵缸体球墨铸铁基体(基体)与铜合金的熔铸方法由以下步骤构成a、清洁球墨铸铁基体需熔铸表面，然后将金属活化剂涂抹或放置在球墨铸铁基体的熔铸表面进行活化；
b、将铜合金放置于球墨铸铁基体上，一起放入网带式电阻炉内； C、对球墨铸铁基体和铜合金进行预热，预热时充纯度不小于99. 999%氮气做保护气； 预热温度为880-920°C、时间20-45min ；
d、在网带式电阻炉的熔化区域，铜合金熔化流入到球墨铸铁基体的熔铸区域内，在熔化时用纯度不小于99. 999%氮气做保护气，熔化温度为1050°C至1100°C ；
e、用纯度不小于99.999%氮气做保护气、温度在1050-1080°C的条件下，让球墨铸铁基体和熔化后的铜合金保温放置20-45min ；
f、对熔铸为一体的液压柱塞泵缸体进行冷却，冷却分为两个阶段，第一阶的要求为用纯度不小于99. 999%氮气做保护气，在920-950°C保温20-45min ；第二阶段的要求是用纯度不小于99. 9%氮气做保护气，在网带式电阻炉内自然冷却至200°C以下出炉。清洁球墨铸铁基体熔铸表面所用的溶液为无水乙醇。所述的金属活化剂由两份硼砂和一份助熔剂均勻混合构成，所用的助溶剂为卡斯特林公司生产的焊剂，牌号为1802。与现有技术比较，本发明的申请人为实现球墨铸铁基体与铜合金的复合，经过大量试验、测试与观察，发现要实现两者的复合需从工艺方面解决以下关键问题a)因球墨铸铁基体表面上存在许多微观石墨面，这样不利于两者金属的复合化；
b)微观石墨面的存在会导致熔铸面的冶金结合不良，结合强度难以达到应有的指
标；
c)熔铸面大，容易出现气孔、疏松、夹渣等缺陷，界面结合率难以达到要求；
d)两种材质的热膨胀系数相差较大，在熔铸后冷却过程中容易产生较大应力及界面开裂；
e)在熔铸过程中预热时间、保温时间、凝固温度、冷却速度等技术参数的匹配和试验确认。为克服上述难题，本申请采用活化技术，配置了独有的金属活化剂，让熔铸表面尽可能活化，同时，选择合适的气源，在可控气氛保护下，让石墨在高温下的析出速度和活化速度减缓或钝化，可很好的避免石墨所带来的影响；增加球墨铸铁基体与铜合金的结合强度；通过设置预热、保温、熔铸、冷却等工艺参数可有效降低熔铸面出现气孔、疏松、夹渣等缺陷的几率，使其达到国际标准。根据申请人统计，采用本发明的技术方案可以很好的解决球墨铸铁基体与铜合金大曲面、平面熔铸复合的活化及工艺问题。球墨铸铁基体与复杂铜合金的熔铸结合类的产品，均可以实现国产化，生产的合格率在90%以上，结合强度可达160 -ISOMPa(日本厂家图纸所定标准为不低于70MPa)，产品的使用性能达到发达国家90%的水平，其生产的成本仅为进口价格的三分之一。具有很好的推广和使用价值。
图1为本发明所需加工的液压柱塞泵缸体熔铸后的结构示意图。
具体实施例方式实施例1 液压柱塞泵缸体熔铸后的结构如图1所示，1-代表球墨铸铁基体、2-阴影部分代表铜合金，本发明的所解决的问题为球墨铸铁基体与铜合金复合，其完成复合的设备为网带式电阻炉，其电阻炉内分有预热区、熔化区、保温区和冷却区，在两者复合前，在球墨铸铁基体上开设有铜合金熔铸区域，为使球墨铸铁基体与铜合金的复合达到目标值， 其熔铸复合方法由以下步骤构成a、用无水乙醇清洁球墨铸铁基体需熔铸的表面，然后将金属活化剂涂抹或放置在球墨铸铁基体的熔铸表面进行活化；所述的金属活化剂由两份硼砂和一份助熔剂均勻混合构成，所用的助溶剂为卡斯特林公司生产的焊剂，牌号为1802 ；b、将铜合金放置于球墨铸铁基体上，一起放入网带式电阻炉内； C、由网带输送至炉体内的预热区域对球墨铸铁基体和铜合金进行预热，预热时充纯度不小于99. 999%氮气做保护气；预热温度为880-920°C、时间20-45min ；
d、由网带输送至炉体内的熔化区域，在网带式电阻炉的熔化区域铜合金熔化流入到球墨铸铁基体的熔铸区域内，在熔化时用纯度不小于99. 999%氮气做保护气，熔化温度为 10500CM IlOO0C ；
e、由网带输送至保温区，用纯度不小于99.999%氮气做保护气、温度在1050_1080°C 的条件下，让球墨铸铁基体和熔化后的铜合金保温放置20-45min ；f、由网带输送至冷却区，对熔铸为一体的液压柱塞泵缸体进行冷却，冷却分为两个阶段，第一阶的要求为用纯度不小于99. 999%氮气做保护气，在920-950°C保温20-45min ； 第二阶段的要求是用纯度不小于99.9%氮气做保护气，在网带式电阻炉内自然冷却至 200°C以下出炉。
实施例2 液压柱塞泵缸体熔铸后的结构如图1所示，1-代表球墨铸铁基体、2-阴影部分代表铜合金，本发明的所解决的问题为球墨铸铁基体与铜合金复合，其完成复合的设备为网带式电阻炉，其电阻炉内分有预热区、熔化区、保温区和冷却区，在两者复合前，在球墨铸铁基体上开设有铜合金熔铸区域，为使球墨铸铁基体与铜合金的复合达到目标值，其熔铸复合方法由以下步骤构成
a、用无水乙醇清洁球墨铸铁基体需熔铸的表面，然后将金属活化剂涂抹或放置在球墨铸铁基体的熔铸表面进行活化；所述的金属活化剂由两份硼砂和一份助熔剂均勻混合构成，所用的助溶剂为卡斯特林公司生产的焊剂，牌号为1802 ；
b、将铜合金放置于球墨铸铁基体上，一起放入网带式电阻炉内；
c、由网带输送至炉体内的预热区域对球墨铸铁基体和铜合金进行预热，预热时充纯度不小于99. 999%氮气做保护气；预热温度为880°C、时间45min ；
d、由网带输送至炉体内的熔化区域，在网带式电阻炉的熔化区域铜合金熔化流入到球墨铸铁基体的熔铸区域内，在熔化时用纯度不小于99. 999%氮气做保护气，熔化温度为 1050 0C 0C ；
e、由网带输送至保温区，用纯度不小于99.999%氮气做保护气、温度在1050°C的条件下，让球墨铸铁基体和熔化后的铜合金保温放置45min ；
f、由网带输送至冷却区，对熔铸为一体的液压柱塞泵缸体进行冷却，冷却分为两个阶段，第一阶的要求为用纯度不小于99. 999%氮气做保护气，在920°C保温45min;第二阶段的要求是用纯度不小于99. 9%氮气做保护气，在网带式电阻炉内自然冷却至200°C以下出炉。
实施例3 液压柱塞泵缸体熔铸后的结构如图1所示，1-代表球墨铸铁基体、2-阴影部分代表铜合金，本发明的所解决的问题为球墨铸铁基体与铜合金复合，其完成复合的设备为网带式电阻炉，其电阻炉内分有预热区、熔化区、保温区和冷却区，在两者复合前，在球墨铸铁基体上开设有铜合金熔铸区域，为使球墨铸铁基体与铜合金的复合达到目标值，其熔铸复合方法由以下步骤构成
a、用无水乙醇清洁球墨铸铁基体需熔铸的表面，然后将金属活化剂涂抹或放置在球墨铸铁基体的熔铸表面进行活化；所述的金属活化剂由两份硼砂和一份助熔剂均勻混合构成，所用的助溶剂为卡斯特林公司生产的焊剂，牌号为1802 ；
b、将铜合金放置于球墨铸铁基体上，一起放入网带式电阻炉内；
c、由网带输送至炉体内的预热区域对球墨铸铁基体和铜合金进行预热，预热时充纯度不小于99. 999%氮气做保护气；预热温度为920°C、时间20min ；
d、由网带输送至炉体内的熔化区域，在网带式电阻炉的熔化区域铜合金熔化流入到球墨铸铁基体的熔铸区域内，在熔化时用纯度不小于99. 999%氮气做保护气，熔化温度为 IlOO0C ；
e、由网带输送至保温区，用纯度不小于99.999%氮气做保护气、温度在1080°C的条件下，让球墨铸铁基体和熔化后的铜合金保温放置20min ；
f、由网带输送至冷却区，对熔铸为一体的液压柱塞泵缸体进行冷却，冷却分为两个阶段，第一阶的要求为用纯度不小于99. 999%氮气做保护气，在950°C保温20min;第二阶段的要求是用纯度不小于99. 9%氮气做保护气，在网带式电阻炉内自然冷却至200°C以下出炉。
实施例4 液压柱塞泵缸体熔铸后的结构如图1所示，1-代表球墨铸铁基体、2-阴影部分代表铜合金，本发明的所解决的问题为球墨铸铁基体与铜合金复合，其完成复合的设备为网带式电阻炉，其电阻炉内分有预热区、熔化区、保温区和冷却区，在两者复合前，在球墨铸铁基体上开设有铜合金熔铸区域，为使球墨铸铁基体与铜合金的复合达到目标值，其熔铸复合方法由以下步骤构成
a、用无水乙醇清洁球墨铸铁基体需熔铸的表面，然后将金属活化剂涂抹或放置在球墨铸铁基体的熔铸表面进行活化；所述的金属活化剂由两份硼砂和一份助熔剂均勻混合构成，所用的助溶剂为卡斯特林公司生产的焊剂，牌号为1802 ；
b、将铜合金放置于球墨铸铁基体上，一起放入网带式电阻炉内；
c、由网带输送至炉体内的预热区域对球墨铸铁基体和铜合金进行预热，预热时充纯度不小于99. 999%氮气做保护气；预热温度为900°C、时间30min ；
d、由网带输送至炉体内的熔化区域，在网带式电阻炉的熔化区域铜合金熔化流入到球墨铸铁基体的熔铸区域内，在熔化时用纯度不小于99. 999%氮气做保护气，熔化温度为 1075°C ；
e、由网带输送至保温区，用纯度不小于99.999%氮气做保护气、温度在1065°C的条件下，让球墨铸铁基体和熔化后的铜合金保温放置30min ；
f、由网带输送至冷却区，对熔铸为一体的液压柱塞泵缸体进行冷却，冷却分为两个阶段，第一阶的要求为用纯度不小于99. 999%氮气做保护气，在935°C保温30min;第二阶段的要求是用纯度不小于99. 9%氮气做保护气，在网带式电阻炉内自然冷却至200°C以下出炉。
权利要求
1.一种液压柱塞泵缸体的球墨铸铁基体与铜合金的熔铸方法，其特征在于其熔铸复合方法由以下步骤构成a、清洁球墨铸铁基体需熔铸表面，然后将金属活化剂涂抹或放置在球墨铸铁基体的熔铸表面进行活化；b、将铜合金放置于球墨铸铁基体上，一起放入网带式电阻炉内；C、对球墨铸铁基体和铜合金进行预热，预热时充纯度不小于99. 999%氮气做保护气； 预热温度为880-920°C、时间20-45min ；d、在网带式电阻炉的熔化区域，铜合金熔化流入到球墨铸铁基体的熔铸区域内，在熔化时用纯度不小于99. 999%氮气做保护气，熔化温度为1050°C至1100°C ；e、用纯度不小于99.999%氮气做保护气、温度在1050-1080°C的条件下，让球墨铸铁基体和熔化后的铜合金保温放置20-45min ；f、对熔铸为一体的液压柱塞泵缸体进行冷却，冷却分为两个阶段，第一阶的要求为用纯度不小于99. 999%氮气做保护气，在920-950°C保温20-45min ；第二阶段的要求是用纯度不小于99. 9%氮气做保护气，在网带式电阻炉内自然冷却至200°C以下出炉。
2.根据权利要求1所述的液压柱塞泵缸体的球墨铸铁基体与铜合金的熔铸方法，其特征在于清洁球墨铸铁基体熔铸表面所用的溶液为无水乙醇。
3.根据权利要求1所述的液压柱塞泵缸体的球墨铸铁基体与铜合金的熔铸方法，其特征在于所述的金属活化剂由两份硼砂和一份助熔剂均勻混合构成，所用的助溶剂为卡斯特林公司生产的焊剂，牌号为1802。
全文摘要
本发明公开了一种液压柱塞泵缸体的球墨铸铁基体与铜合金的熔铸方法，其步骤如下在网带式电阻炉内充纯度不小于99.999%氮气做保护气；清洁球墨铸铁基体的熔铸表面，并对熔铸表面进行活化；铜合金放置在球墨铸铁基体上并进行预热；在熔化区域铜合金熔化后流入到球墨铸铁基体的熔铸区域内；温度在1050-1080℃的条件下保温放置20-45min；冷却。本申请采用活化技术，选择合适的气源，在可控气氛保护下，让石墨在高温下的析出速度和活化速度减缓或钝化，可很好的避免石墨所带来的影响；增加球墨铸铁基体与铜合金的结合强度；通过设置预热、保温、熔铸、冷却等工艺参数可有效降低熔铸面出现气孔、疏松、夹渣等缺陷的几率。
文档编号B22D19/16GK102528000SQ20121000837
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月12日 优先权日2012年1月12日
发明者周超著, 周邦华, 殷汝新 申请人:贵州鼎成熔鑫科技有限公司