雙金屬柱塞式液壓泵或馬達缸體的鑄造方法技術

一種雙金屬柱塞式液壓泵或馬達缸體的鑄造方法，先將１０２０～１１５０℃下的銅合金溶液均勻澆入缸體毛坯，趁熱將澆好的缸體毛坯放入１０４０～１１００℃的硼砂熔液中，待硼砂熔液向上排出汽泡時，再保溫４－６分鐘，同時從中心孔進行攪拌，將出爐后的缸體鑄品放入水槽中，并使冷卻水自下端以８～１６毫米／分的速度緩慢上升對其冷卻。（*該技術在2017年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術概括地說是涉及在制品內鑄造耐磨金屬包復層的方法，具體地說是涉及在液壓泵或馬達缸體內鑄造耐磨金屬包復層的方法。超高壓軸向柱塞泵或馬達的缸體不僅要求其應具有較高的疲勞強度，而且要求其配流面和柱塞孔在高速高壓工作條件下應具有良好的減磨性和耐磨性。為滿足此要求，早從70年代起許多液壓工程技術人員已紛紛采用雙金屬鑄造缸體代替單一金屬制造的缸體。用雙金屬鑄造的缸體要求復層與基體結合應牢固。其結合強度不應低于復層材料的強度，且復層截面的鉛相應細小分布均勻，表面不允許有裂紋和疏松、夾渣、氣孔等缺陷。目前，人們采用的是先將硼砂加熱熔化至1020～1040℃，然后將予熱好的缸體毛坯基體置入硼砂液中加熱，待其溫度與硼砂溫度相同時，放上已加熱好的石墨澆口，然后再將銅合金熔液澆入缸體毛坯基體內制成復層，這種鑄造方法，因缸體內先已灌滿了硼砂熔液，在澆入銅合金熔液時，澆注太慢會因銅合金熔液溫度下降造成其流動性降低，至使銅合金熔液中夾入硼砂，降低復層質量；反之，澆注太快，硼砂不能完全從柱塞孔中排出，特別是當液面高出柱塞孔的進出液口9時(參見下文附附圖說明圖1)，缸體下部的硼砂只能從缸體中心孔10排出，澆注速度過快，中心孔10與配流面相通的孔11可能被銅合金熔液塞滿而使硼砂不能從中流出，造成“夾砂”，降低了復層質量。這種已知的鑄造方法操作復雜，工效低，操作技術水平要求高，且鑄品質量不穩定，廢品率高，產品合格率只有65％左右。本專利技術的目的在于克服上述缺點，提供一種操作簡單、易掌握、鑄品質量穩定、產品合格率高的。本專利技術包括下列工藝步驟1、分別制備一需焊接在缸體毛坯基體配流端和柱塞孔一端的工藝用鋼制底板和冒口圈；2、將缸體毛坯基體，底板和冒口圈進行除油、除銹處理；3、將除油、除銹后的缸體毛坯基體、底板和冒口圈放入90～100℃的4～6％的硼酸水熔液中浸泡3～5分鐘后，取出放入加熱至250℃左右的烘干箱中除去水份；4、將底板和冒口圈焊接到缸體毛坯基體上，然后酸洗；5、根據需鑄造缸體的數量，計算需澆入銅合金的用量，按下列重量配比取值并分別計算，稱量出所需各個組分的用量；Sn6～8％、Pb13～17％、Ni1～2％、其余為銅，外加Zn為上述各組分用量之和的3％；6、將Cu,Ni，熔化，當熔液溫度達1100～1150℃時加入上述Sn、Pb、Ni、Cu各組分總重量的0.4％左右的P-Cu合金脫氧；7、加入Sn、Zn、Pb后繼續升溫至1150～1200℃并攪拌均勻制成銅合金熔液；8、將步驟4制出的缸體毛坯在烘干箱中予熱250～300℃；9、將1020～1150℃下的銅合金均勻澆入缸體毛坯；10、趁熱將澆好的缸體毛坯放入1040～1100℃的硼砂熔液中，待硼砂熔液向上排出氣泡時，再保溫4～6分鐘，同時從中心孔進行攪拌；11、將出爐后的缸體鑄品放入水槽中，并使冷卻水自下端以8～16毫米/分的速度緩慢上升對其冷卻；12、切去底板和冒口圈。本專利技術中，步驟9中的銅合金熔液溫度最好為1100℃。本專利技術中，步驟10中所述的硼砂熔液溫度最好控制在1050～1060℃之間。本專利技術的鑄造方法與已知方法相比，鑄造時不使用澆口，直接將銅合金熔液澆入缸體毛坯內，工藝簡單，易操作，省料省時，成本低；鑄造過程中，澆入銅合金熔液后的缸體毛坯是趁熱放入已熔好的硼砂熔液中繼續鑄造形成包復層，故而節能，熱效率高，且此時只需控制硼砂的溫度，減少了控制鑄品質量的因素，易控制，易保證產品質量，其產品合格率高達95％以上。本專利技術的其他細節和特點可通過閱讀下文結合附圖詳加描述的實施例即可清楚明了，其中圖1是雙金屬柱塞式液壓泵或馬達缸體結構示意圖；圖2是焊有工藝用鋼制底板和冒口圈的缸體毛坯結構示意圖。參照圖1。圖1所示的雙金屬柱塞式液壓泵或馬達缸體由鋼制，例如用35#鋼制成的基體1和銅合金復層2構成。銅合金復層2分別包復在柱塞孔3和配流面4上，其厚度約為0.8～1毫米左右。為鑄造該雙金屬柱塞式液壓泵或馬達的缸體可按下列方法進行1、參照圖2。首先制造焊接在缸體毛坯基體1底面(配流面一端)5的工藝圓鋼板6和焊接在缸體毛坯基體頂部(柱塞孔一端)7的冒口圈8；2、清除缸體毛坯基體1，鋼板6和冒口圈8的毛刺和鐵屑；3、將洗滌劑(例如洗衣粉)的水熔液加熱至80～100℃時放入缸體毛坯基體1，鋼板6和冒口圈9進行除油，除油后用清水沖洗干凈；4、用鹽酸水溶液侵蝕缸體毛坯基體1，鋼板6和冒口圈8，待表面呈銀色即可取出，并用清水沖去表面余酸；5、浸防腐劑，將硼酸水溶液加熱至90～100℃，把缸體毛坯基體1，鋼板6和冒口圈8放入其中浸泡3～5分鐘，然后取出放入烘干箱中，加熱至250℃去除水份；6、將底板6和冒口圈8焊接到缸體毛坯基體1上，焊接時應防止焊渣混入缸體毛坯基體1內，焊好后檢查焊縫，需確保銅合金熔液不滲漏；7、將焊上底板6和冒口圈8的缸體毛坯再酸洗一次；8、將缸體毛坯放入烘干箱中予熱至250～300℃；9、制備銅合金，銅合金的各個組分可按下列重量配比關系選擇；Sn6～8％、Pb13～17％、Ni1～2％，其余為銅，該組分中可允許有少量雜質，Sb＜0.5％,Fe≤0.7％，外加Zn的用量應為上述各組分用量之和的3％；10、將按上述配比稱量出的Cu,Ni放在坩鍋內熔化，當熔液溫度達1100～1150℃時量加入除Zn以外的銅合金各組分總重量的0.4％P-Cu合金脫氧，脫氧后加入Sn、Zn、Pb，并繼續使銅合金熔液升溫至1150～1200℃，然后用予熱至200℃左右的鐵棒攪拌熔液；11、把予熱好的毛坯均勻澆入1020～1150℃，最好為1100℃的銅合金熔液；12、趁熱將澆好的缸體毛坯放入中頻爐內已熔化好的硼砂液中加熱至1040～1100℃之間，最好將溫度控制在1050～1060℃之間，待硼砂液向上排出汽泡時毛坯內銅合金熔液已溶化好，再保溫約4-6分鐘，并用鐵棒攪拌缸體毛坯中心孔，此舉之目的在于使銅合金與缸體毛坯基體結合牢固，銅合金成分分布均勻；13、缸體鑄品出爐后，將其放入水槽中，使冷卻水自下端以8～16毫米/分的速度緩慢上升對其進行冷卻；14、切去底板6和冒口圈8。該工藝方法中，為了確保鑄品的質量，控制溫度最好采用較先進的數顯溫度計。經生產檢驗，用本專利技術的鑄造方法鑄造5000只柱塞泵缸體，其成品合格率達95％以上。權利要求1.一種包括下列工藝步驟(1)分別制備一需焊接在缸體毛坯基體配流端和柱塞孔一端的工藝用鋼制底板和冒口圈；(2)將缸體毛坯基體，底板和冒口圈進行除油、除銹處理；(3)將除油、除銹后的缸體毛坯基體、底板和冒口圈放入90～100℃的4～6％的硼酸水熔液中浸泡3～5分鐘后，取出放入加熱至250℃左右的烘干箱中除去水份；(4)將底板和冒口圈焊接到缸體毛坯基體上，然后酸洗；(5)根據需鑄造缸體的數量，計算需澆入銅合金的用量，按下列重量配比取值并分別計算，稱量出所需各個組分的用量；Sn6～8％、Pb13～17％、Ni1～2％、其余為銅，外加Zn為上述各組分用量之和的3％；(6)將Cu,Ni，熔化，當熔液溫度達1100～1150℃時加入上述Sn、Pb、Ni、Cu各組分總重量的0.4％左右的P-Cu合金脫氧；(7)加入Sn、Zn、Pb后繼續升溫至1150～1200℃并攪拌均勻制成銅合金熔液本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙金屬柱塞式液壓泵或馬達缸體的鑄造方法包括下列工藝步驟：（１）分別制備一需焊接在缸體毛坯基體配流端和柱塞孔一端的工藝用鋼制底板和冒口圈；（２）將缸體毛坯基體，底板和冒口圈進行除油、除銹處理；（３）將除油、除銹后的缸體毛坯基體 、底板和冒口圈放入９０～１００℃的４～６％的硼酸水熔液中浸泡３～５分鐘后，取出放入加熱至２５０℃左右的烘干箱中除去水份；（４）將底板和冒口圈焊接到缸體毛坯基體上，然后酸洗；（５）根據需鑄造缸體的數量，計算需澆入銅合金的用量，按下列重 量配比取值并分別計算，稱量出所需各個組分的用量；Ｓｎ６～８％、Ｐｂ１３～１７％、Ｎｉ１～２％、其余為銅，外加Ｚｎ為上述各組分用量之和的３％；（６）將Ｃｕ，Ｎｉ，熔化，當熔液溫度達１１００～１１５０℃時加入上述Ｓｎ、Ｐｂ、Ｎｉ、Ｃ ｕ各組分總重量的０．４％左右的Ｐ－Ｃｕ合金脫氧；（７）加入Ｓｎ、Ｚｎ、Ｐｂ后繼續升溫至１１５０～１２００℃并攪拌均勻制成銅合金熔液；（８）將步驟４制出的缸體毛坯在烘干箱中予熱２５０～３００℃；（９）將１０２０～１１５０℃下的銅合 金均勻澆入缸體毛坯；（１０）趁熱將澆好的缸體毛坯放入１０４０～１１００℃的硼砂熔液中，待硼砂熔液向上排出氣泡時，再保溫４～６分鐘，同時從中心孔進行攪拌；（１１）將出爐后的缸體鑄品放入水槽中，并使冷卻水自下端以８～１６毫米／分的速度緩 慢上升對其冷卻；（１２）切去底板和冒口圈。...

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：屠秋華，
申請(專利權)人：屠秋華，
類型：發明
國別省市：12[中國|天津]