专利名称：一种柴油机用电控单体泵泵体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柴油机用电控单体泵泵体的制作方法，尤其涉及一种采用冷温锻挤压 工艺生产柴油机用电控单体泵泵体的制作方法。
技术背景目前常用热锻工艺生产柴油机用电控单体泵泵体，使用热锻工艺生产柴油机用电控单 体泵泵体时消耗的能量较多，耗费的原材料较多，生产效率低下，制备而成的单体泵泵体性能较差。目前也有采用机械加工的方法来生产柴油机用电控单体泵泵体，机械加工方式 制备单体泵泵体所消耗的原材料更多，且制备而成的单体泵泵体上会产生很大的应力集中，从而大大降低了单体泵泵体的性能。目前在制备其他产品的工艺中也有使用冷挤压的方法，如申请日为2008年10月30 日，公开号为101391368的中国专利中，公开了一种深孔类销套零件的加工方法，该专利 中使用了冷挤压精密成型工艺来制备销套零件，但是该专利中的冷挤压精密成型工艺是现 有的普通工艺。又如申请日为2007年11月23日，公开号为101172327的中国专利中，公 开了一种锚具夹片通孔型毛坯冷挤压工艺，该专利中的冷挤压工艺特别用于制备锚具夹片 通孔型毛坯。再如申请日为2005年12月19日，公开号为1986144的中国专利中，公开了 一种阀杆锻造冷挤压成型工艺，该专利使用了冷挤压成型工艺。现有的公开技术中，还有 其他一些使用冷挤压成型工艺来制备产品的工艺，但是相同的冷挤压成型工艺难以运用到 制备其他产品中，这是由于其他产品的类型和用途均存在区别，使得产品对性能的要求存 在较大的区别，从而不能使用同样的冷挤压成型工艺来制备不同的产品。由于柴油机用电 控单体泵泵体在抗拉强度、疲劳强度、耐磨性能等机械性能方面具有较高的要求，使用普 通的冷温锻挤压工艺难以制备出性能优良的柴油机用电控单体泵泵体，目前还没有寻找到 合适的用于制备柴油机用电控单体泵泵体的冷温锻挤压工艺。发明内容本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种能量消耗少，生产效 率高，生产周期短，制备而成的单体泵的性能好的柴油机用电控单体泵泵体的制作方法。本发明解决上述问题所采用的技术方案是该柴油机用电控单体泵泵体的制作方法依 次包括落料和抛丸工序，其特点在于还包括冷温锻工序，该冷温锻工序位于落料工序和抛丸工序之间，所述冷温锻工序依次包括温挤成型、球化退火、酸洗、 一次水洗、磷化、 二次水洗、皂化和冷挤精整步骤，所述温挤成型步骤中的温度在80(rC—85(TC之间，使用 稀释18—22倍的水基模锻石墨乳作为表面润滑剂；所述球化退火步骤中的球化温度在800 'C一820'C之间，出炉温度在600'C—62(TC之间；所述酸洗步骤中所用的酸洗液为体积份 数10%—14%的硫酸溶液，酸洗时间为15—20分钟；所述磷化步骤中所用的磷化液由硝酸、氧化锌、磷酸和水组成，本实施例中，且所述硝酸氧化锌磷酸水的重量比为2. 7—2.9: 2.9—3.1: 4.7—4.9: 29—31，所述磷化液的温度在75°C—85。C之间，磷化时间在 15_20分钟之间；所述冷挤精整步骤在常温下进行，该冷挤精整步骤中所用的压力在 1950MPa—2005MPa之间。由此使得本发明生产效率高，原料消耗少，制造成本低，使用本 发明制备而成的柴油机用电控单体泵泵体具有较强的抗拉强度和抗疲劳强度，提升了泵体 的耐磨性能，大大提高了泵体的机械性能。本发明所述温挤成型步骤中的温度为825°C。由此使得本发明中温挤成型的效果较好， 本发明中用于制备泵体的材料通常为40CrMnMoA，而40CrMnMoA的临界温度为780°C，本发 明在825'C的温度下进行温挤成型，使得泵体既可以得到良好的塑性，又可以在该温度下 得到良好的退火组织，使得退火态交货的原材料的基本组织不发生改变。本发明所述球化退火步骤中的球化温度为810"C，出炉温度为61(TC。由此使得本发明 制备而成的泵体具有更好的性能，本发明中球化退火步骤的目的是解决温挤后的材料硬度 过高的问题，从而提高材料的塑性和得到优良的金相组织。本发明在81(TC的温度下进行 球化退火会得到细小的球状珠光体，且这些球状珠光体能够进行均匀的分布，从而极大的 提高了泵体的抗拉强度、抗疲劳强度、延伸率、耐磨性等机械性能。本发明所述磷化步骤中所用磷化液里硝酸氧化锌磷酸水=2. 8: 3: 4.8: 30，所述磷化液的温度为8(TC。由此使得本发明中的磷化效果较好，本发明中的泵体经过磷化后，在表面形成一层很薄的磷酸盐覆盖层，该磷酸盐覆盖层能够很坚固的附着在金属表面上， 用作润滑的支承层，外部的润滑剂可以牢固的附到支承层上，从而使得泵体能够获得十分 理想的润滑层，降低了挤压力，可以有效防止零件表面产生裂纹，也可以防止材料粘在模 具上，从而提高了模具的使用寿命。本发明所述冷挤精整步骤中所用的压力为2000MPa。由此使得本发明制备而成的单体 泵泵体的分布均匀，成型效果好。本发明在该压力下制得的泵体精整饱满，成型后的流线 分布更加的均匀和连续，经过圆角的过渡极大地降低了应力集中的现象，从而可以有效的 达到制备要求所需的尺寸精度。本发明所述温挤成型步骤中使用稀释20倍的水基模锻石墨乳作为表面润滑剂。由此使 得本发明在温挤成型步骤中制得的毛坯能够很好的在材料表面形成润滑层，使得毛坯能够 非常方便的从温挤模具内脱离出来。本发明中采用该水基模锻石墨乳能够很好的解决温挤 是在热态下进行挤压而导致润滑困难的问题。本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果本发明采用冷温锻挤压工艺生产柴油 机电控单体泵泵体，使用本发明制备而成的单体泵泵体的精度较好，泵体的晶粒细化，泵 体表面无氧化和脱碳现象。本发明与热锻工艺生产单体泵泵体相比较，节约原材料50%左右，提高劳动生产率80 %左右。本发明与机械加工工艺生产单体泵泵体相比较，节约原材料70%左右，且能够极 大的避免应力集中的现象，增强了产品的性能，提高劳动生产率95%左右。本发明对原料的利用率较高，原材料利用率可达90%左右。使用本发明制备而成的单 体泵泵体处于冷温锻工艺时，单体泵泵体内部金属的流动性好，可以在零件的内部形成合 理的纤维流线性分布，大大提高了单体泵泵体的抗拉强度和抗疲劳强度，增强了单体泵泵 体的耐磨性能，使得单体泵泵体的机械性能大幅度提高。本发明大大降低了原材料的消耗，縮短了产品的生产周期，提高了生产效率。尤其是 在提高机械性能方面有很大的优势，现在国家在大力提倡环保，而且环保的课题已经成为一个世界性的课题的今天，本发明可达到欧洲环保要求的欧m以上排放标准，替代国内传统的柱塞套欧II以下排放标准，是极具市场前景的新型优势制备方法。
图1是本发明实施例的工艺流程框图；图2是通过本发明实施例制备而成的泵体的主视结构示意图；图3是图2的左视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步说明。 实施例参见图l一图3，本发明依次包括落料工序、冷温锻工序、抛丸工序、检验工序、包装 工序和入库工序，其中冷温锻工序又依次包括温挤成型步骤、球化退火步骤、酸洗步骤、 一次水洗步骤、磷化步骤、二次水洗步骤、皂化步骤和冷挤精整步骤。首先进行落料工序，即取坯料放入模具内，本发明中是放入温挤模具内，本实施例中 所用坯料的材质为40CrMnMoA， 40CrMnMoA材质为现有技术，本发明中的落料工序为现有技 术。落料工序结束后，就开始冷温锻工序，首先进行的是温挤成型步骤，前面已经将坯料放入了温挤模具内，现在开始对坯料温挤成型，本实施例在温挤成型步骤中所用的温度为 825°C，使得坯料能够均匀的分布到温挤模具内，本实施例在温挤成型步骤中使用稀释了 20倍的水基模锻石墨乳作为表面润滑剂，能够使温挤成型制备而成的毛坯非常方便的从温 挤模具内脱离出来，脱模效果极好。本发明温挤成型步骤中所用的温度可以在800'C—850 'C之间，使用的作为表面润滑剂的水基模锻石墨乳可以稀释18_22倍。经过温挤成型步骤后制成了毛坯，然后就进行球化退火步骤，本实施例中球化退火所 用的球化温度为81(TC，所用的出炉温度为61(TC，本发明中球化退火步骤中的球化温度可 以在80(TC—82(TC之间，出炉温度可以在60(TC—620。C之间。毛坯经过球化退火步骤后再 进行酸洗步骤，本实施例中酸洗步骤所需时间为18分钟，酸洗液为硫酸的水溶液，本实施 例中所用酸洗液中含体积分数为12%的硫酸，本发明在酸洗步骤中所用酸洗液里含硫酸的 体积分数可以在10%—14%之间，本发明中的酸洗时间可以为15—20分钟之间。由于酸洗 步骤后毛坯的表面粘附了较多的酸液，故将毛坯进行一次水洗步骤以除去滞留在毛坯表面 的酸液，本发明的一次水洗步骤直至将毛坯洗到pH值大于等于3为止。然后再进行磷化步 骤，本发明在磷化步骤中所用磷化液由硝酸、氧化锌、磷酸和水组成，本实施例所用磷化液中各组分的重量比为硝酸氧化锌磷酸水=2. 8: 3: 4.8: 30，本发明所用磷化液中 硝酸氧化锌磷酸水的重量比可以为2. 7—2. 9: 2.9—3. 1: 4. 7—4. 9: 29—31，本实施例中的磷化液温度为8CTC，磷化所用时间为18分钟，本发明在磷化步骤中所用的磷化 液温度可以在75°C—85"C之间，磷化时间可以在15—20分钟之间。由于毛坯经过磷化步 骤后，毛坯的表面留有了较多的磷化液，故将毛坯进行二次水洗步骤以去除滞留在毛坯表 面的磷化液，本发明中二次水洗步骤也是将毛坯洗到pH值大于等于3为止。毛坯经过二次水洗步骤后就进行皂化步骤，取质量分数为20%的硬脂酸钠基脂水溶液 作为皂化液，本实施例中皂化的温度为8(TC，本发明中皂化的温度可以在75°C—85。C之间。 经过皂化后的毛坯就进入冷挤精整步骤，在常温下将毛坯放入冷挤模具内，然后将模具中 的压力控制在2000MPa，经过冷挤精整步骤后就得到了泵体粗体，该泵体粗体的金相为球 状珠光膜和铁素体，本发明在冷挤精整步骤中所用的压力可以在1950MPa—2005MPa之间。经过冷挤精整步骤后就得到了泵体粗体，此时冷温锻工序就结束了。然后泵体粗体就 进入了抛丸工序，本实施例的抛丸工序中钢丸直径为0.45mm，本发明中抛丸工序的钢丸直 径可以在0. 4mm—0. 5mm之间，泵体粗体经过抛丸工序后就制成了泵体成品。然后对泵体成 品进行检验工序，取出合格的泵体成品进行包装工序，包装工序结束后，产品就制备而成 了，最后对产品进行入库工序。本发明中的落料工序、抛丸工序、检验工序、包装工序和入库工序均与现有技术相同 或者相近似，此处不再详述。下面对本发明制备而成的泵体进行简单的介绍。本发明制备而成的泵体由泵头1、泵 身2、泵座3和泵尾4组成，其中泵尾4的直径小于泵头1的直径，且泵头l、泵身2、泵 座3和泵尾4依次排列。泵座3上还设置有固定台31、栓塞座台32和电控座插33，它们 与泵座3连成一体。其中固定台31在使用时用于固定泵体，栓塞座台32在使用时用于固 定柴油机的栓塞，电控座插33在使用时用于固定柴油机的电控器。本发明所用原材料较省，原材料利用率可达90%左右，生产效率较高，本发明与热锻 工艺生产单体泵泵体相比较，节约原材料50%左右，生产效率提高80%左右；本发明与机 械加工工艺生产单体泵泵体相比较，节约原材料70%左右，生产效率提高95%左右，且能 够极大的避免应力集中的现象，提升了产品的性能。本发明制备而成的单体泵泵体具有较 强的抗拉强度和抗疲劳强度，较强的耐磨性能，大大提升了单体泵泵体的机械性能。虽然本发明已以实施例公开如上，但其并非用以限定本发明的保护范围，任何熟悉该 项技术的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内所作的更动与润饰，均应属于本发明 的保护范围。
权利要求
1、一种柴油机用电控单体泵泵体的制作方法，依次包括落料和抛丸工序，其特征在于还包括冷温锻工序，该冷温锻工序位于落料工序和抛丸工序之间，所述冷温锻工序依次包括温挤成型、球化退火、酸洗、一次水洗、磷化、二次水洗、皂化和冷挤精整步骤，所述温挤成型步骤中的温度在800℃—850℃之间，使用稀释18—22倍的水基模锻石墨乳作为表面润滑剂；所述球化退火步骤中的球化温度在800℃—820℃之间，出炉温度在600℃—620℃之间；所述酸洗步骤中所用的酸洗液为体积份数10％—14％的硫酸溶液，酸洗时间为15—20分钟；所述磷化步骤中所用的磷化液由硝酸、氧化锌、磷酸和水组成，且所述硝酸∶氧化锌∶磷酸∶水的重量比为2.7—2.9∶2.9—3.1∶4.7—4.9∶29—31，所述磷化液的温度在75℃—85℃之间，磷化时间在15—20分钟之间；所述冷挤精整步骤在常温下进行，该冷挤精整步骤中所用的压力在1950MPa—2005MPa之间。
2、 根据权利要求l所述的柴油机用电控单体泵泵体的制作方法，其特征在于所述温 挤成型步骤中的温度为825'C。
3、 根据权利要求l所述的柴油机用电控单体泵泵体的制作方法，其特征在于所述球 化退火步骤中的球化温度为810°C，出炉温度为610°C。
4、 根据权利要求l所述的柴油机用电控单体泵泵体的制作方法，其特征在于所述磷化步骤中所用磷化液里硝酸氧化锌磷酸水=2. 8: 3: 4.8: 30，所述磷化液的温度为80。C。
5、 根据权利要求l所述的柴油机用电控单体泵泵体的制作方法，其特征在于所述冷挤精整步骤中所用的压力为2000MPa。
6、 根据权利要求2所述的柴油机用电控单体泵泵体的制作方法，其特征在于所述温 挤成型步骤中使用稀释20倍的水基模锻石墨乳作为表面润滑剂。
全文摘要
本发明涉及柴油机用电控单体泵泵体的制作方法。目前生产单体泵泵体时消能多，耗材多，生产效率低。本发明包括落料、抛丸和检验工序，其特征在于还包括冷温锻工序，其包括温挤成型、球化退火、酸洗、一次水洗、磷化、二次水洗、皂化和冷挤精整步骤，温挤成型步骤的温度800-850℃，使用稀释18-22倍的水基模锻石墨乳作为表面润滑剂；球化退火步骤中的球化温度800-820℃，出炉温度600℃-620℃；酸洗步骤的酸洗液浓度10°-14°，酸洗时间15-20分钟；磷化步骤的磷化液温度75-85℃；冷挤精整步骤在常温下进行，所用的压力1950-2005MPa。本发明生产效率高，原料消耗少，制造成本低，制备而成的单体泵泵体性能好。
文档编号F02M51/04GK101545428SQ20091009820
公开日2009年9月30日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者刘生良, 周占红, 殷一龙, 许建国, 贺成松 申请人:刘生良