[发明专利]斜轴式液压旋转机械及斜轴式液压旋转机械的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及液压泵、液压马达等的斜轴式液压旋转机械及其制造方法。

背景技术

在以液压泵和液压马达为代表的液压旋转机械中，为了改善缸体与组合在该缸体中的活塞之间的滑动特性，已知有在专利文献1及专利文献2中记载的技术方案。

专利文献1记载有如下内容：将缸体的液压缸内面保持为铸铁材料或者对其进行氮化处理，将活塞的材质作为能够氮化的钢，在对该活塞进行调质处理而提高质地硬度之后进行氮化处理，从活塞的外周面的硬化后的表面层中除去高硬度层，留下比调质处理后的质地硬度更高的硬度层。

另外，在专利文献2中记载了通过烧结使由钢类材料构成的圆筒成形体接合在缸体的活塞孔内的内容。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平6-159230号公报

专利文献2：日本特开平10-196552号公报

上述液压旋转机械除了缸孔(cylinderbore，缸膛)与活塞之间的滑动部之外，还具有很多滑动部。那些滑动部的滑动面根据因高滑动面压力而造成的润滑油膜断裂、因控制液压的变动而造成的滑动接触状态的不稳定化等的影响，而具有滑动面彼此之间产生咬死和局部异常磨损等的风险。因此，构成滑动部的滑动部件几乎都是由钢铁材料制造的。

其中，钢铁材料中多使用廉价且滑动性能高的球墨铸铁(FCD材料)，尤其在FCD材料中，结构组织多使用铁素体或珠光体、或者它们的共存组织。

在此，液压泵和液压马达等液压旋转机械中的滑动部件随着液压旋转机械的使用条件变成高压、高流量而尺寸会变大，且质地费用会变高，因此，很多情况下，由FCD材料形成滑动的两个部件中尺寸较大的部件，而由钢材形成其相对部件。

例如，在斜轴式液压旋转机械中，设置在缸体的背部上的阀板与顶端壳体之间的滑动部的滑动面积，比缸体与活塞之间的滑动面积大，因此，阀板使用钢材，顶端壳体使用FCD材料。

但是，FCD材料与钢材相比具有表面硬度较低的缺点。

因此，为了弥补该缺点，在专利文献1中，通过对构成滑动面的FCD材料及钢材实施渗氮热处理并形成氮扩散层，而使滑动面表层区域硬化，而且通过在此基础上形成硬质的氮化合物层，而确保相对于滑动载荷的耐磨性能和防咬死性。另外，FCD材料的滑动面将氮化合物层加工除去。

另外，在专利文献2中，钢材部件的滑动面通过使滑动性铜合金在氮化合物层除去后的表面上熔接或烧结成膜，而避免由高表面压力滑动而造成的咬死现象。

将这种滑动面积大的滑动部中的一方侧的部件作为FCD材料，当对该FCD材料进行加工而形成滑动面时，成为如下的状态：基于加工使FCD材料的碳脱落后所形成的孔在滑动表面上作为空穴而露出，或者在对周边部位进行加工时塑性流动的FCD材料覆盖在该露出的空穴上。

另外，在将专利文献1适用于上述滑动部的情况下，即使实施了渗氮热处理，但在碳脱落后形成的孔完全露出的位置上，由于没有形成将该碳脱落后形成的孔完全填满的氮化合物层，所以在FCD材料的滑动表面上存在表面缺陷。因此，当与相对部件滑动时，根据在该表面缺陷端部上产生应力集中或与相对滑动面的端部勾挂，而导致氮化合物层端部的剥落破坏，从而会使硬质的氮化合物的剥落片存在于滑动面之间。因此，当进行高表面压力下的滑动时，具有发生滑动面的异常磨损和咬死现象的风险。

另外，在空穴被塑性流动组织覆盖的位置上，虽然在塑性流动组织上形成氮化合物层，但由于其正下方成为空穴，所以形成有不稳定的氮化合物层，即表面缺陷。因此，当从相对面被施加有滑动载荷时，表面缺陷会发生剥落破坏，导致滑动面的异常磨损和咬死现象。

另外，在将专利文献2适用于上述滑动部的情况下具有形成滑动表面的铜合金比较昂贵的问题，并且由于一般在铜合金覆盖膜形成工序中必须非常严格地进行铜合金组成和温度的管理，所以具有制造难度较高的问题。

因此，目前的状况是，对于斜轴式液压旋转机械中的滑动面积大的滑动部，没有有效的对策，急于需要进行改善。

发明内容

本发明的目的在于，在具有由球墨铸铁和钢材构成的部件彼此之间的滑动面的面积较大的位置的斜轴式液压旋转机械中，提供一种具有实现更稳定的滑动状态的滑动部的斜轴式液压旋转机械及其制造方法。