[发明专利]一种泵马达用自润滑铜钢双金属滑靴及其制备方法

说明书

本发明属于工程液压机械技术领域，具体涉及一种泵马达用自润滑铜钢双金属滑靴及其制备方法，所述滑靴是以合金钢材料为基体，在与斜盘配副的滑靴端面、与柱塞球头配副的球形孔内表面通过热喷涂方式形成厚度为0.3mm～2mm的铜合金层；所述铜合金层由铜、锡、铋、二硅化钼、和/或磷化铁；本发明在与斜盘配副的滑靴端面以及与球铰孔内的滑靴容球空腔表面喷涂铜合金层，该铜合金层，有高耐磨性、润滑性与高温下良好的抗咬合性能，能够有效降低泵马达在润滑不良的启停阶段的磨损，防止斜盘‑滑靴和柱塞‑滑靴摩擦副之间咬合现象的发生，维持稳定的油压，使泵马达稳定运转，从而增加其可靠度及使用寿命。

技术领域

本发明属于工程液压机械技术领域，具体涉及一种泵马达用自润滑铜钢双金属滑靴及其制备方法。

背景技术

液压泵马达是液压系统中核心的动力输出与执行机构。在泵马达中，存在多个相对滑动、转动的摩擦配副，如柱塞-缸孔、缸体-配流盘、滑靴-斜盘、滑靴-柱塞等。在泵马达正常运转过程中这些摩擦副之间存在几十微米的润滑油膜确保稳定的相对运动。然而在高压低速的启停阶段，润滑油膜没有稳定建立，摩擦副之间润滑状态较差，极易导致摩擦副之间的直接接触，严重时导致拉缸，磨损摩擦副表面，降低寿命，甚至引起卡咬、抱缸，导致直接停车事故。作为关键摩擦副之一的滑靴与斜盘(结构如图1所示)，当油膜严重减薄时会造成静压支承失效，滑靴与斜盘发生金属接触摩擦，滑靴烧蚀脱落，柱塞球头划伤斜盘等恶劣问题。因此，提高滑靴与斜盘摩擦副、滑靴-柱塞球铰的耐磨性，尤其是运转过程中间歇启停状态的抗咬合性能对避免拉缸、卡咬、抱缸问题至关重要。

目前，滑靴-斜盘摩擦副的减摩抗磨技术依然主要依赖于静压支承等宏观结构参数的设计改良，或结构的重新设计。如通过在增加滑靴上增加旋转减摩盘来将滑靴与斜盘的滑移运动部分转变呈旋转减摩盘内部滚珠的滚动降低滑靴-斜盘摩擦副的摩擦磨损(ZL201811106646.2一种斜盘式液压轴向柱塞泵/马达重载滑靴副减摩盘)，或者采用分体式结构，在滑靴端面安装可更换的双金属减摩板(CN201410506513.X一种用于斜盘式轴向柱塞泵或马达的柱塞滑靴结构)，亦或者在滑靴与斜盘摩擦的端面油室内壁上设置一圈环形沟槽，在槽外端面上设置密封带，提高油膜承载力，减小粘性摩擦力，降低机械损失，增加动压润滑效果(ZL201911212708.2)。在液压泵马达中利用具有润滑性的合金与刚性主体结合的双金属结构也可实现摩擦副的减摩抗磨效果，减摩抗磨作用主要依赖于润滑合金的组份与性能，如通过铸造在液压泵马达的柱塞孔内制备一种具有高承载能力、高耐磨、高结合强度、自润滑与低成本的内衬材料，该材料主要由锡、铋、银、铟、硬质颗粒、润滑剂、铜组成(CN202110067913.5 一种用于双金属液压泵马达的柱塞孔内衬材料及其应用)。目前在滑靴与柱塞连接的球铰处依然仅靠柱塞球头与滑靴球形孔间隙内的油膜进行润滑。对球铰处的润滑性与耐磨性也仅依靠结构的改良，如在滑靴球窝外侧设置锁紧套，将球头锁定在球窝内，提高滑靴稳定性，降低磨损，防止脱落(ZL201620343668.0)，或者在球窝内壁上开设减阻槽和溃缩槽，分别用来存储油液和为局部变形提供余量空间，起到减少摩擦和抑制因变形产生的球面磨损的作用 (CN201811422951.2)。

因此，目前现有技术仍存在以下几方面问题亟待解决：1)仅靠油膜对滑靴-斜盘、滑靴-柱塞摩擦副进行润滑不适合启停阶段贫油的工况，此工况下金属构件直接接触，相对运动产生磨损，易发生咬合，损伤液压泵马达；(2)对滑靴结构的改良，如增加可更换的组件、分体设计，同时会增加零部件与制造工艺的复杂性，提高成本，并引入额外的配合误差，降低滑靴的强度与稳定性；(3)利用铸造方法在基体上制造润滑层实现双金属结合，铸造完成后需要镗铰加工，工艺步骤上较为繁琐，而且产生大量材料浪费，不具成本优势。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种泵马达用自润滑铜钢双金属滑靴及其制备方法。

具体是通过以下技术方案来实现的：