[发明专利]液压泵/马达缸体双金属真空扩散焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械设备制造技术领域，涉及一种液压泵/马达缸体双金属真空扩散焊接的方法。

背景技术

为了提高液压泵/马达缸体的使用寿命，缸体的柱塞孔和半球面一般使用铜合金作为摩擦副材料，即在缸体柱塞孔的内表面和半球面的外表面附着一层铜合金作为耐磨层。这个耐磨层与缸体的基体(碳结钢)如何结合，目前有各种做法，但普遍的做法有两种：一是柱塞孔和半球面整体浇注铜合金；二是柱塞孔采用过盈配合压装铜合金套、半球面浇注铜合金。这两种工艺方法都存在缺陷，整体浇注由于容易出现比重偏析，导致材料化学成分不均匀，降低了材料的耐磨性；加之浇注时出现的铸造缺陷，常常使得缸体加工到最后工序时报废。柱塞孔压套的方法，由于过盈配合是物理结合，经常出现缸体在工作时铜套脱出现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种液压泵/马达缸体双金属真空扩散焊接的方法，解决了现有技术中双金属结合存在比重偏析、基体脆裂、显微裂纹及柱塞孔铜套脱出等导致液压泵/马达缸体不耐磨、强度不足和使用寿命短的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种液压泵/马达缸体双金属真空扩散焊接的方法，按照以下步骤实施：

步骤1、先根据图纸规格分别制作各个部件，包括工件缸体的基体、所要焊接的铜合金套和半球面铜合金板，以及焊接过程中配合使用的柱塞孔涨芯和半球面压头；

再进行装配，即在基体的每个柱塞孔中压入一个对应的铜合金套，铜合金套的锥形敞口朝下，每个铜合金套孔内从下向上插入一个柱塞孔涨芯，将半球面铜合金板放置在基体上端的半球面上，同时在装配过程中，在柱塞孔涨芯与铜合金套之间放置石墨材质的柱塞孔隔热层，在半球面压头与半球面铜合金板之间放置石墨材质的半球面隔热层，得到装配好的缸体组件；

步骤2、装炉：将步骤1装配好的缸体组件放入真空热压炉焊接结构的炉体内，将每个缸体组件的柱塞孔朝下、半球面朝上放置在真空热压炉内的下支承座上，每个缸体组件的上表面放置一个半球面压头，根据不同规格尺寸和下支承座的面积大小，每层摆放3-7个缸体组件，共计摆放3-4层，层与层之间铺垫2-2.5mm厚的石棉布；

步骤3、烧结：始终控制真空热压炉内的真空度为1×10¹-1×10^-2Pa，并按照以下三个阶段进行真空热压炉内的升温、加压过程控制：

3.1)在90-120分钟内使得真空热压炉内温度从室温均匀上升到600℃，同时真空热压炉内下压头的向下压力达到5-8MPa，保温10-15分钟；

3.2)在60-80分钟内使得真空热压炉内温度从600℃均匀上升到750℃，同时真空热压炉内下压头的向下压力达到8-15MPa，然后保温10-15分钟；

3.3)在60-90分钟内使得真空热压炉内温度从750℃均匀上升到850-870℃，同时真空热压炉内下压头的向下压力达到15-20MPa，然后保温60-65分钟，保温过程中，真空热压炉内下压头的向下压力达到20-30Mpa；

步骤4、先均匀降温到150℃-180℃，将焊接好的缸体组件取出真空热压炉；再自然冷却到常温，去掉柱塞孔涨芯及柱塞孔隔热层即成。

本发明的有益效果是，采用真空扩散焊的工艺方法将柱塞孔及半球面的铜合金与缸体的基体(碳结钢)整体焊接，避免了浇注工艺出现东的比重偏析及压套工艺出现的脱套现象；另外，真空扩散焊的工艺过程是在真空状态下热压焊接，对缸体柱塞孔及半球面铜合金有二次热处理作用，能够消除铜合金的铸造应力及显微缺陷，使得铜合金组织更加致密、均匀，耐磨性得到进一步提高。

附图说明

图1是本发明方法所依赖的真空热压炉的安装结构示意图；

图2是本发明方法中的缸体组件装配结构示意图；

图3是采用本发明方法得到的双金属结合处的能谱分析图；

图4是本发明方法制备的缸体双金属结合面金相显微照片；

图5是现有方法制备的缸体双金属结合面金相显微照片。

图中，1.液压缸；2.炉体支架；3.炉体；4.下压头；5.缸体组件；6.真空抽气口；7.电极接口；8.下支承座；9.支板，21.半球面压头；22.半球面隔热层；23.球面铜合金板；24.柱塞孔铜合金套，25.柱塞孔隔热层；26.柱塞孔涨芯；27.基体。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。