一种高减摩性能配流盘及其制备工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及轴向柱塞泵?马达中摩擦副之一一配流盘与缸体的摩擦，其中配流盘 的新材料及其制备工艺，属于液压技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着国家基础设施及"十二五"提出积极推进城镇化建设的逐步展开，液压挖掘机 越来越多的应用于各种交通、地产、水利工程及矿山采掘等机械化施工。液压挖掘机分为轮 式挖掘机和履带式挖掘机，两种结构形式都是由发动机驱动液压泵，液压泵通过流体将能 量传递给各工作装置（动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸、回转装置及行走装置）。大部分的挖 掘机液压系统应用的液压泵、回转装置和行走装置都是斜盘式结构，其中的缸体与配流盘 是一对旋转配合的摩擦副，三种元件的工况也各不相同，液压泵为连续运转较长时间，要求 摩擦副有较高的稳定性和可靠性；行走装置中的马达实际工作时间较短，三者中要求最低； 工况最恶劣的当属回转装置，左右回转作业时，产生巨大的间歇性冲击负载。一般地，缸体 与配流盘采用剩余压紧力的设计方法，以达到密封与润滑的平衡，即缸体作用在配流盘的 力比配流盘的反推力稍大，在缸体和配流盘之间形成一层厚度为3~5ym的润滑油膜，但 是当压力变化频繁，尤其是压力较低时，配流盘的反推力较之缸体压紧力小得多，无法形成 润滑油膜，缸体和配流盘直接接触摩擦，这就要求配流盘本身有较好的润滑性能，以达到减 摩耐磨的效果，否则很容易产生早期磨损和"粘铜"现象。
[0003] 在现有的技术领域中，配流盘多使用纯铜或双金属烧结材料，其中双金属烧结材 料是在铁基材料上面烧结一层由金属铜和少量其他元素（Si、Al、Mn和Fe等）构成的混合 物。使用纯铜材料的配流盘，其强度不高，相应抗塑性变形的能力比较差，受较大压力后易 发生变形，造成过早的"粘铜"磨损；双金属烧结材料的配流盘，相对来说，因采用铁基材料， 烧结层多为硬质铜合金，其强度足够，但其自润滑性能还是不够好，在压力变化频繁的工况 下，比较容易发生早期磨损。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的是现有配流盘强度不高，相应抗塑性变形的能力比较差，受较 大压力后易发生变形，造成过早的"粘铜"磨损，斜盘式轴向柱塞泵?马达中缸体与配流盘 这对旋转摩擦副在压力变化频繁的工况下过早磨损和烧伤的问题。
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供了一种高减摩性能配流盘制备工艺，其具体步骤 为：将一块型材钢板加工至所需规格，尺寸和形位公差均达到技术要求，在所述的型材钢板 上均匀铺洒规定厚度的铜合金层，送入烧结炉中进行烧结，冷却后可得到烧结有铜合金层 的双金属型材板，再通过冲压下料至所需配流盘毛坯尺寸。
[0006] 优选地，所述的型材钢板考虑到便于所述的冲压下料且强度满足技术要求，材料 选定为Q345A。
[0007] 优选地，所述的铜合金层由以下以重量百分比计的原料粉末混合制成：Zn 0? 0024 ~0.0045%、Si0.25 ~0.28%、Fe0.2 ~0.3%、Pb9 ~11%、Sn8 ~10%、P0.006 ~0.008%、Ag0.002 ~0.0035%、A1 0.005 ~0.008%、S0.008 ~0.01%、Bi 0? 03 ~0.04%、Au0.002 ~0.003%、Zr0.009 ~0.011%、Mn<5ppm、Be<2ppm、Sb < 3ppm以及Cu余量。
[0008] 优选地，所述的铜合金原料粉末混合采用分层混合法，即先将Cu与Pb放入混料机 进行混合，而后加入Sn进行再混合，最后加入其他少量元素进行终混。
[0009] 优选地，所述的铜合金层铺洒厚度为1. 0~1. 2_。
[0010] 优选地，所述的烧结过程为：炉内无保护气氛温度加热至260°c，然后以200L/min 速度通入N2，保温20min，继续加热130min，缓慢升温至850°C，保温30min，烧结耗时约3. 5 个小时。
[0011] 优选地，所述的冷却过程为：先将炉温降至150°C，后随炉温冷却至室温。
[0012] 优选地，所述的冲压下料压力为500MPa。
[0013]与其他配流盘的制备方法相比，本发明的优点如下：
[0014] 1)采用整版烧结，冲压下料，作业效率高，成本低，可实现大批量生产；
[0015] 2)冲压下料时提高了烧结铜合金层的致密性，使其强度得以提升；
[0016] 3)粉末冶金烧结时，在烧结铜合金层形成了细微的孔隙，在配流盘工作时充当储 油槽，形成润滑油膜，有效的改善了配流盘和缸体的干摩擦；
[0017] 4)Pb粉在烧结后更多的已Pb单质的形态分布在烧结表层，形成自润滑层，有效 的实现了减摩；
[0018] 5)Sn及其他微量元素与Cu元素在烧结过程中形成了Cu-Sn、Cu-Si等a硬质相， 使烧结层具备较好的硬度和强度，从而提高了抗咬合性及耐磨性。
【附图说明】
[0019] 图1为实施例中烧结铜合金层金相显微组织放大200倍的电镜图；
[0020] 图2为实施例中烧结铜合金层光面放大300倍的SEM检测照片。
【具体实施方式】
[0021] 为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0022] 实施例1-4的配方如表1所示。
[0023] 表 1
[0024]
【主权项】
1. 一种高减摩性能配流盘的制备工艺，其特征在于，具体步骤为：将一块型材钢板加 工至所需规格，在该型材钢板上均匀铺洒规定厚度的铜合金层，送入烧结炉中进行烧结，冷 却后可得到烧结有铜合金层的双金属型材板，再通过冲压下料至所需配流盘毛坯尺寸。
2. 如权利要求1所述的高减摩性能配流盘的制备工艺，其特征在于，所述型材钢板采 用Q345A。
3. 如权利要求1所述的高减摩性能配流盘的制备工艺，其特征在于，所述铜合金层由 以下以重量百分比计的原料粉末混合制成：Zn0. 0024~0. 0045%、Si0. 25~0. 28%、Fe 0? 2 ~0? 3%、Pb9 ~11%、Sn8 ~10%、P0? 006 ~0? 008%、Ag0? 002 ~0? 0035%、A1 0. 005 ~0. 008%、S0. 008 ~0. 01%、Bi0. 03 ~0. 04%、Au0. 002 ~0. 003%、Zr0. 009 ~ 0? 011%、Mn< 5ppm、Be< 2ppm、Sb< 3ppm以及Cu余量。
4. 如权利要求3所述的高减摩性能配流盘的制备工艺，其特征在于，所述铜合金层原 料粉末混合时采用分层混合法，即先将Cu与Pb放入混料机进行混合，而后加入Sn进行再 混合，最后加入其它原料进行终混。
5. 如权利要求1所述的高减摩性能配流盘的制备工艺，其特征在于，所述铜合金层的 铺洒厚度为I. 〇~I. 2mm。
6. 如权利要求1所述的高减摩性能配流盘的制备工艺，其特征在于，所述烧结过程具 体为：炉内无保护气氛温度加热至260°C，然后以200L/min速度通入N2，保温20min，继续加 热130min，缓慢升温至850°C，保温30min，烧结耗时约3. 5个小时。
7. 如权利要求1所述的高减摩性能配流盘的制备工艺，其特征在于，所述冷却过程具 体为：先将炉温降至150°C，后随炉温冷却至室温。
8. 如权利要求1所述的高减摩性能配流盘的制备工艺，其特征在于，所述冲压下料的 压力为5〇〇MPa。
【专利摘要】本发明提供一种具有高减摩性能及较好抗咬合性的配流盘及其制备工艺。所述的高减摩性能及较好抗咬合性配流盘，其特征在于，在型材钢板上铺洒铜合金金属粉末烧结后，在通过冲压下料而成型；所述的铜合金金属粉末由以下以重量百分比计的原料混合制成：Zn 0.0024～0.0045％、Si 0.25～0.28％、Fe 0.2～0.3％、Pb 9～11％、Sn 8～10％、P 0.006～0.008％、Ag 0.002～0.0035％、Al 0.005～0.008％、S 0.008～0.01％、Bi 0.03～0.04％、Au 0.002～0.003％、Zr 0.009～0.011％、Mn＜5ppm、Be＜2ppm、Sb＜3ppm以及Cu余量。本发明提供的配流盘具有高的减摩性能及较好抗咬合性能。
【IPC分类】C22C9-02, C22C9-08, B22F7-08
【公开号】CN104841941
【申请号】CN201510192022
【发明人】卢宗平, 杨勇, 李小亮, 陈新钻
【申请人】龙工（上海）精工液压有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月21日