一种由铁铝复合材料制成的齿轮泵壳体及其制造方法与流程

本发明涉及齿轮泵技术领域，具体来讲是一种由铁铝复合材料制成的齿轮泵壳体及其制造方法。

背景技术：

传统的齿轮泵壳体都是采用单一材料生产制成，其存在高压易变形、开裂等问题。为了解决上述问题，只能不断增加壳体的厚度，这不仅增加了成本，还导致总成体积大、笨重且需要进行表面处理，污染了环境。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种由铁铝复合材料制成的齿轮泵壳体及其制造方法，具有强度高，耐压性能好重量轻，散热效果好，塑性强等优点。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种由铁铝复合材料制成的齿轮泵壳体，包括主体，该主体内具有用于容纳主动齿轮和从动齿轮的空腔，主体的两侧分别设置有与空腔连通的进油口和出油口，所述主体呈双层结构，包括外壁和内壁，且外壁和内壁之间为一空心夹层；所述空心夹层内设置有若干球墨铸铁骨架并填充有高强度铝合金填充物。

在上述技术方案的基础上，所述球墨铸铁骨架呈网格式结构。

在上述技术方案的基础上，所述球墨铸铁骨架的表面粗糙度为Ra25～Ra100。

在上述技术方案的基础上，所述外壁和内壁由高强度铝合金制成。

本发明还公开了一种生产上述齿轮泵壳体的制造方法，包括以下步骤：步骤S1.将高强度铝合金填充物加热熔化，形成熔体；步骤S2.对预设的墨铸铁骨架进行预热；步骤S3.将预热后的墨铸铁骨架放置在压铸模具的预设位置，倒入熔体，加压至300MPa并保持3分钟，使得高强度铝合金填充物与球墨铸铁骨架复合在一起，且高强度铝合金填充物与压铸模具外侧接触的部分形成外壁，高强度铝合金填充物与压铸模具内侧接触的部分形成内壁；步骤S4.待压铸模具冷却后，即可出模。

在上述技术方案的基础上，所述球墨铸铁骨架，按重量份计，包括：C：3.6～3.9份；Si：2.2～2.5份；Mn：0.4～0.6份；P：0～0.03份；S：0～0.02份；Mg：0.02～0.045份；RE：0.02～0.04份。

在上述技术方案的基础上，所述高强度铝合金填充物，按重量份计，包括：Si：8.0～10.0份；Cu：1.3～1.8份；Mg：0.4～0.6份；Mn：0.1～0.35份；Ti：0.1～0.35份；Fe：0～0.38份。

本发明的有益效果在于：

1、本发明中，将球墨铸铁骨架与高强度铝合金通过高压压铸工艺使铁铝接合，充分利用铁、铝特性形成的一种铁铝复合材料。使该材料生产的产品具有强度高，耐压性能好重量轻，散热效果好，塑性强等优点。

2、本发明中，外壁和内壁均由高强度铝合金高压压铸形成，故其外观光滑，整洁，不需要对产品表面进行油漆处理，降低了成本，且环保。

3、本发明中，球墨铸铁骨架的表面粗糙度为Ra25～Ra100。球磨铸铁骨架不要求外观质量，粗糙度越差越好，从而增加了骨架毛坯的生产效率，降低了铸造成本。

附图说明

图1为本发明实施例中齿轮泵壳体的结构示意图。

图2为图1中A-A向的剖视图。

附图标记：

1-主体；2-空腔；3-进油口；4-出油口；5-外壁；6-内壁；7-球墨铸铁骨架；8-高强度铝合金填充物。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述的实施例示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

在本发明的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”，“横向(X)”、“纵向(Y)”、“竖向(Z)”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本发明的具体保护范围。

下面结合说明书的附图，通过对本发明的具体实施方式作进一步的描述，使本发明的技术方案及其有益效果更加清楚、明确。下面通过参考附图描述实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参见图1和图2所示，本发明实施例提供了一种由铁铝复合材料制成的齿轮泵壳体，包括主体1，该主体1内具有用于容纳主动齿轮和从动齿轮的空腔2，主体1的两侧分别设置有与空腔2连通的进油口3和出油口4，主体1呈双层结构，包括外壁5和内壁6，具体的，外壁5和内壁6由高强度铝合金制成。外壁5和内壁6之间为一空心夹层；空心夹层内设置有若干球墨铸铁骨架7并填充有高强度铝合金填充物8。具体的，球墨铸铁骨架7呈网格式结构，且球墨铸铁骨架7的表面粗糙度为Ra25～Ra100。

本发明实施例还提供一种生产上述齿轮泵壳体的制造方法，包括以下步骤：

步骤S1.将高强度铝合金填充物8加热至800℃熔化，形成熔体；

步骤S2.对预设的墨铸铁骨架进行预热，温度控制在500℃；

步骤S3.将预热后的墨铸铁骨架放置在压铸模具的预设位置，倒入熔体，加压至300MPa并保持3分钟，使得高强度铝合金填充物8与球墨铸铁骨架7复合在一起，且高强度铝合金填充物8与压铸模具外侧接触的部分形成外壁5，高强度铝合金填充物8与压铸模具内侧接触的部分形成内壁6；

步骤S4.待压铸模具冷却后，即可出模。

具体的，球墨铸铁骨架7，按重量份计，包括：

C：3.6～3.9份；

Si：2.2～2.5份；

Mn：0.4～0.6份；

P：0～0.03份；

S：0～0.02份；

Mg：0.02～0.045份；

RE：0.02～0.04份。

该球墨铸铁骨架7为珠光体型球墨铸铁，具有中高等强度、中等韧性和塑性，综合性能较高，耐磨性和减振性良好，铸造工艺性能良好等特点。其力学性能：

抗拉强度σb(MPa)：≥600

条件屈服强度σ0.2(MPa)：≥370

伸长率δ(％)：≥3

硬度：190～270HB

密度：7.3单位为t/m或者g/cm

具体的，高强度铝合金填充物8，按重量份计，包括：

Si：8.0～10.0份；

Cu：1.3～1.8份；

Mg：0.4～0.6份；

Mn：0.1～0.35份；

Ti：0.1～0.35份；

Fe：0～0.38份。

该高强度铝合金填充物8可热处理强化，在铸态及热处理后具有优良的室温力学性能，其高温力学性能也很高。该合金的铸造性能优良，无热裂倾向，线收缩小，气密性高。其力学性能：

抗拉强度σb(MPa)：≥255

伸长率δ5(％)：≥1.5

硬度：≥90(5/250/30)HB

下面通过两个实施例对本发明作进一步说明：

实施例1(按重量份数计)

球墨铸铁骨架7包括：C：3.6份；Si：2.2份；Mn：0.4份；Mg：0.02份；RE：0.02份。

高强度铝合金填充物8，包括：Si：8.0份；Cu：1.3份；Mg：0.4份；Mn：0.1份；Ti：0.1份；Fe：0份。

实施例2(按重量份数计)

球墨铸铁骨架7，包括：C：3.9份；Si：2.5份；Mn：0.6份；P：0.03份；S：0.02份；Mg：0.045份；RE：0.04份。

高强度铝合金填充物8，包括：Si：10.0份；Cu：1.8份；Mg：0.6份；Mn：0.35份；Ti：0.35份；Fe：0.38份。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。