专利名称：双金属柱塞式液压泵或马达缸体的铸造方法
技术领域：
本发明概括地说是涉及在制品内铸造耐磨金属包复层的方法，具体地说是涉及在液压泵或马达缸体内铸造耐磨金属包复层的方法。
超高压轴向柱塞泵或马达的缸体不仅要求其应具有较高的疲劳强度，而且要求其配流面和柱塞孔在高速高压工作条件下应具有良好的减磨性和耐磨性。为满足此要求，早从70年代起许多液压工程技术人员已纷纷采用双金属铸造缸体代替单一金属制造的缸体。用双金属铸造的缸体要求复层与基体结合应牢固。其结合强度不应低于复层材料的强度，且复层截面的铅相应细小分布均匀，表面不允许有裂纹和疏松、夹渣、气孔等缺陷。
目前，人们采用的双金属柱塞式液压泵或马达缸体的铸造方法是先将硼砂加热熔化至1020～1040℃，然后将予热好的缸体毛坯基体置入硼砂液中加热，待其温度与硼砂温度相同时，放上已加热好的石墨浇口，然后再将铜合金熔液浇入缸体毛坯基体内制成复层，这种铸造方法，因缸体内先已灌满了硼砂熔液，在浇入铜合金熔液时，浇注太慢会因铜合金熔液温度下降造成其流动性降低，至使铜合金熔液中夹入硼砂，降低复层质量；反之，浇注太快，硼砂不能完全从柱塞孔中排出，特别是当液面高出柱塞孔的进出液口9时(参见下文附
图1)，缸体下部的硼砂只能从缸体中心孔10排出，浇注速度过快，中心孔10与配流面相通的孔11可能被铜合金熔液塞满而使硼砂不能从中流出，造成“夹砂”，降低了复层质量。这种已知的铸造方法操作复杂，工效低，操作技术水平要求高，且铸品质量不稳定，废品率高，产品合格率只有65％左右。
本发明的目的在于克服上述缺点，提供一种操作简单、易掌握、铸品质量稳定、产品合格率高的双金属柱塞式液压泵或马达缸体的铸造方法。
本发明双金属柱塞式液压泵或马达缸体的铸造方法包括下列工艺步骤1、分别制备一需焊接在缸体毛坯基体配流端和柱塞孔一端的工艺用钢制底板和冒口圈；2、将缸体毛坯基体，底板和冒口圈进行除油、除锈处理；3、将除油、除锈后的缸体毛坯基体、底板和冒口圈放入90～100℃的4～6％的硼酸水熔液中浸泡3～5分钟后，取出放入加热至250℃左右的烘干箱中除去水份；4、将底板和冒口圈焊接到缸体毛坯基体上，然后酸洗；5、根据需铸造缸体的数量，计算需浇入铜合金的用量，按下列重量配比取值并分别计算，称量出所需各个组分的用量；Sn6～8％、Pb13～17％、Ni1～2％、其余为铜，外加Zn为上述各组分用量之和的3％；
6、将Cu,Ni，熔化，当熔液温度达1100～1150℃时加入上述Sn、Pb、Ni、Cu各组分总重量的0.4％左右的P-Cu合金脱氧；7、加入Sn、Zn、Pb后继续升温至1150～1200℃并搅拌均匀制成铜合金熔液；8、将步骤4制出的缸体毛坯在烘干箱中予热250～300℃；9、将1020～1150℃下的铜合金均匀浇入缸体毛坯；10、趁热将浇好的缸体毛坯放入1040～1100℃的硼砂熔液中，待硼砂熔液向上排出气泡时，再保温4～6分钟，同时从中心孔进行搅拌；11、将出炉后的缸体铸品放入水槽中，并使冷却水自下端以8～16毫米/分的速度缓慢上升对其冷却；12、切去底板和冒口圈。
本发明双金属柱塞式液压泵或马达缸体的铸造方法中，步骤9中的铜合金熔液温度最好为1100℃。
本发明双金属柱塞式液压泵或马达缸体的铸造方法中，步骤10中所述的硼砂熔液温度最好控制在1050～1060℃之间。
本发明的铸造方法与已知方法相比，铸造时不使用浇口，直接将铜合金熔液浇入缸体毛坯内，工艺简单，易操作，省料省时，成本低；铸造过程中，浇入铜合金熔液后的缸体毛坯是趁热放入已熔好的硼砂熔液中继续铸造形成包复层，故而节能，热效率高，且此时只需控制硼砂的温度，减少了控制铸品质量的因素，易控制，易保证产品质量，其产品合格率高达95％以上。
本发明双金属柱塞式液压泵或马达缸体的铸造方法的其他细节和特点可通过阅读下文结合附图详加描述的实施例即可清楚明了，其中图1是双金属柱塞式液压泵或马达缸体结构示意图；图2是焊有工艺用钢制底板和冒口圈的缸体毛坯结构示意图。
参照图1。图1所示的双金属柱塞式液压泵或马达缸体由钢制，例如用35#钢制成的基体1和铜合金复层2构成。铜合金复层2分别包复在柱塞孔3和配流面4上，其厚度约为0.8～1毫米左右。为铸造该双金属柱塞式液压泵或马达的缸体可按下列方法进行1、参照图2。首先制造焊接在缸体毛坯基体1底面(配流面一端)5的工艺圆钢板6和焊接在缸体毛坯基体顶部(柱塞孔一端)7的冒口圈8；2、清除缸体毛坯基体1，钢板6和冒口圈8的毛刺和铁屑；3、将洗涤剂(例如洗衣粉)的水熔液加热至80～100℃时放入缸体毛坯基体1，钢板6和冒口圈9进行除油，除油后用清水冲洗干净；4、用盐酸水溶液侵蚀缸体毛坯基体1，钢板6和冒口圈8，待表面呈银色即可取出，并用清水冲去表面余酸；5、浸防腐剂，将硼酸水溶液加热至90～100℃，把缸体毛坯基体1，钢板6和冒口圈8放入其中浸泡3～5分钟，然后取出放入烘干箱中，加热至250℃去除水份；6、将底板6和冒口圈8焊接到缸体毛坯基体1上，焊接时应防止焊渣混入缸体毛坯基体1内，焊好后检查焊缝，需确保铜合金熔液不渗漏；7、将焊上底板6和冒口圈8的缸体毛坯再酸洗一次；8、将缸体毛坯放入烘干箱中予热至250～300℃；9、制备铜合金，铜合金的各个组分可按下列重量配比关系选择；Sn6～8％、Pb13～17％、Ni1～2％，其余为铜，该组分中可允许有少量杂质，Sb＜0.5％,Fe≤0.7％，外加Zn的用量应为上述各组分用量之和的3％；10、将按上述配比称量出的Cu,Ni放在坩锅内熔化，当熔液温度达1100～1150℃时量加入除Zn以外的铜合金各组分总重量的0.4％P-Cu合金脱氧，脱氧后加入Sn、Zn、Pb，并继续使铜合金熔液升温至1150～1200℃，然后用予热至200℃左右的铁棒搅拌熔液；11、把予热好的毛坯均匀浇入1020～1150℃，最好为1100℃的铜合金熔液；12、趁热将浇好的缸体毛坯放入中频炉内已熔化好的硼砂液中加热至1040～1100℃之间，最好将温度控制在1050～1060℃之间，待硼砂液向上排出汽泡时毛坯内铜合金熔液已溶化好，再保温约4-6分钟，并用铁棒搅拌缸体毛坯中心孔，此举之目的在于使铜合金与缸体毛坯基体结合牢固，铜合金成分分布均匀；13、缸体铸品出炉后，将其放入水槽中，使冷却水自下端以8～16毫米/分的速度缓慢上升对其进行冷却；14、切去底板6和冒口圈8。
该工艺方法中，为了确保铸品的质量，控制温度最好采用较先进的数显温度计。
经生产检验，用本发明的铸造方法铸造5000只柱塞泵缸体，其成品合格率达95％以上。
权利要求
1.一种双金属柱塞式液压泵或马达缸体的铸造方法包括下列工艺步骤(1)分别制备一需焊接在缸体毛坯基体配流端和柱塞孔一端的工艺用钢制底板和冒口圈；(2)将缸体毛坯基体，底板和冒口圈进行除油、除锈处理；(3)将除油、除锈后的缸体毛坯基体、底板和冒口圈放入90～100℃的4～6％的硼酸水熔液中浸泡3～5分钟后，取出放入加热至250℃左右的烘干箱中除去水份；(4)将底板和冒口圈焊接到缸体毛坯基体上，然后酸洗；(5)根据需铸造缸体的数量，计算需浇入铜合金的用量，按下列重量配比取值并分别计算，称量出所需各个组分的用量；Sn6～8％、Pb13～17％、Ni1～2％、其余为铜，外加Zn为上述各组分用量之和的3％；(6)将Cu,Ni，熔化，当熔液温度达1100～1150℃时加入上述Sn、Pb、Ni、Cu各组分总重量的0.4％左右的P-Cu合金脱氧；(7)加入Sn、Zn、Pb后继续升温至1150～1200℃并搅拌均匀制成铜合金熔液；(8)将步骤4制出的缸体毛坯在烘干箱中予热250～300℃；(9)将1020～1150℃下的铜合金均匀浇入缸体毛坯；(10)趁热将浇好的缸体毛坯放入1040～1100℃的硼砂熔液中，待硼砂熔液向上排出气泡时，再保温4～6分钟，同时从中心孔进行搅拌；(11)将出炉后的缸体铸品放入水槽中，并使冷却水自下端以8～16毫米/分的速度缓慢上升对其冷却；(12)切去底板和冒口圈。
2.按照权利要求1所述的双金属柱塞式液压泵或马达缸体的铸造方法，其特征在于步骤9中的铜合金熔液温度为1100℃。
3.按照权利要求2所述的双金属柱塞式液压泵或马达缸体的铸造方法，其特征在于，步骤10中所述的硼砂熔液温度为1050～1060℃。
全文摘要
一种双金属柱塞式液压泵或马达缸体的铸造方法,先将1020～1150℃下的铜合金溶液均匀浇入缸体毛坯,趁热将浇好的缸体毛坯放入1040～1100℃的硼砂熔液中,待硼砂熔液向上排出汽泡时,再保温4—6分钟,同时从中心孔进行搅拌,将出炉后的缸体铸品放入水槽中,并使冷却水自下端以8～16毫米/分的速度缓慢上升对其冷却。
文档编号B22D19/08GK1214977SQ97119050
公开日1999年4月28日 申请日期1997年10月20日 优先权日1997年10月20日
发明者屠秋华 申请人:屠秋华