一种用于复合铜合金的柱塞泵缸体结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种柱塞泵缸体的坯件结构。
【背景技术】
[0002]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柱塞、配油盘等零件的摩擦副匹配问题，其缸体就是由钢基体与铜合金的复合构件，其复合面包括平面、曲面、圆柱面及孔。
[0003]现有国内钢基体(用钢加工成型的熔铸前毛坯)与铜合金的熔铸结合，在圆柱面及孔的复合方面，还没有类似部件的制造经验，目前，国内解决液压柱塞泵缸体柱塞孔(圆柱孔)的复合问题，通常采用浇注或者镶嵌铜套的办法，浇注法是把铜熔化后采用人工把铜液浇注到钢基体上的方式，其存在劳动强度大、生产效率低、安全隐患大，合格率低(尤其是尺寸较大的产品)等缺点，在圆柱面及孔的浇注复合方面，存在先天性不足一一铜在孔中的顺序凝固问题一直没有合适的解决方法。镶嵌铜套的办法是采用机械力使铜套过盈配合在钢基体的孔内，是简单的机械贴合，这种加工方法在使用过程中铜套极易拔出，存在很大的使用安全隐患，尤其在中高压、高压液压柱塞泵方面安全隐患更大。
[0004]中国专利CN 102513521 B公开了一种本实用新型公开了一种液压柱塞泵缸体的钢基体与铜合金圆柱面及孔的熔铸方法，步骤如下:清洁钢基体需熔铸表面，并对表面进行活化；将铜合金放置于钢基体上，进行预热；熔化铜合金使其流入到钢基体需复合区域；保温放置30-60min ;两段冷却。采用该技术后有效解决了钢基体与铜合金两种金属材质冶金结合的问题，并且使其界面的结合强度达到了产品的再加工及实用工况要求，使该类产品(液压柱塞泵钢基体整体熔铸缸体毛坯)的合格率可达95%以上，生产效率至少提高一倍以上，结合强度提高20%左右，相对国内同内产品成本下降约15%。
[0005]但是在实际工作中，柱塞泵不同部位的工作面工况不同，若要进一步提高工作性能，需要在不用的工作面上复合不同的铜合金，而上述方法只能在缸体上熔铸一种铜合金，不能满足柱塞泵技术的发展。
【发明内容】
[0006]本实用新型要解决的技术问题是:针对目前液压柱塞泵缸体复合铜合金技术只能复合一种铜合金的问题，提供了一种能够在柱塞泵缸体的不同工作面上复合不同铜合金的柱塞泵缸体结构。
[0007]本实用新型的技术方案是:
[0008]一种用于复合铜合金的柱塞泵缸体结构，坯件的顶部中央有球形凹面，坯件内部设有一圈柱形的缸体孔，缸体孔中安装铜套，铜套套在芯棒上。
[0009]铜套顶端低于芯棒顶端，芯棒中央开设有通孔，坯件下端面安装密封板，仅留出和通孔连通的透气孔。
[0010]本实用新型的有益效果:
[0011]1.本实用新型可以实现在柱塞泵缸体的两个不同工作面上复合不同铜合金，提高柱塞泵的性能和使用寿命。
[0012]2.在加工坯件时，先不加工用于连接缸体孔和球形凹面的连接通道，这样就可以分别在缸体孔和球形凹面上复合两种不同的铜合金，而不用担心两者会相互混合；在复合完成后，再行加工连接通道即可。
[0013]3.在熔铸孔内设置芯棒，可以增加柱面的形核率并形成一定的过冷度，还能节省铜合金的使用量。
[0014]4.芯棒中央开设通孔，可以保证熔化铜套时缸体孔内的气压能够和大气平衡。
[0015]【附图说明】:
[0016]图1为本实用新型中待复合坯件的结构示意图；
[0017]【具体实施方式】:
[0018]如图，液压柱塞泵缸体坯件I的顶部中央有球形凹面3，坯件I内部设有一圈柱形的缸体孔2，共7个，缸体孔2和球形凹面3之间没有连通。预先将需要复合在缸体孔2内壁的铜合金制作成铜套5，并制作芯棒4，铜套5的外径和缸体孔2的直径相同，芯棒4的外径和铜套5的内径相同，并在芯棒4中央加工一个通孔，铜套5的高度比芯棒4的高度低2_5mm0
[0019]复合步骤如下:
[0020]一、清洁坯件I需熔铸表面，然后将金属活化剂涂抹或放置在钢基体的熔铸表面进行活化，在坯件I的7个缸体孔2中安装用第一种铜合金制作的铜套5和芯棒4，并用密封板将坯件I的下端面封住，密封板上留出透气孔，在球形凹面3上放置第二种铜合金。
[0021]二、预热坯件I和铜合金；预热时充纯度不小于99.99%氮气作保护气；预热温度为 800-860°C、时间 30-60min。
[0022]三、熔化铜合金，使缸体孔2中的铜套5和球形凹面3中的铜合金熔化；熔化时用纯度不小于99.99%氮气作保护气，熔化温度为1080°C至1150°C。
[0023]四、保温静置，保温温度在1080-1100°C，让坯件I和熔化后的铜合金保温放置30-60min ;并调整控温装置，使炉内的坯件I的下端温度比上端温度低5_15°C。
[0024]五、冷却出炉，冷却分为两个阶段，第一阶段的要求为:用纯度不小于99.99%氮气作保护气，在920-940°C保温30-60min ;第二阶段的要求是:用纯度不小于99.9%氮气作保护气，在炉内自然冷却至200 °C以下出炉。
【主权项】
1.一种用于复合铜合金的柱塞泵缸体结构，坯件(I)的顶部中央有球形凹面(3)，坯件(O内部设有一圈柱形的缸体孔(2)，其特征在于:缸体孔(2)中安装铜套(5)，铜套(5)套在芯棒(4)上。
2.根据权利要求1所述用于复合铜合金的柱塞泵缸体结构，其特征在于:铜套(5)顶端低于芯棒(4)顶端，芯棒(4)中央开设有通孔，坯件(I)下端面安装密封板，仅留出和通孔连通的透气孔。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于复合铜合金的柱塞泵缸体结构，坯件（1）的顶部中央有球形凹面（3），坯件（1）内部设有一圈柱形的缸体孔（2），其特征在于：缸体孔（2）中安装铜套（5），铜套（5）套在芯棒（4）上。本实用新型可以实现在柱塞泵缸体的两个不同工作面上复合不同铜合金，提高柱塞泵的性能和使用寿命。
【IPC分类】B22D19-08, B22D19-16, F04B53-16
【公开号】CN204610265
【申请号】CN201520002126
【发明人】殷汝新, 周邦华, 廖凯
【申请人】贵州鼎成熔鑫科技有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年1月5日