[发明专利]一种铜-球墨铸铁双金属液压耐磨部件及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铜‑球墨铸铁双金属液压耐磨部件及其制备方法，属于焊接与连接技术领域。应用焊接方法瞬间加热熔化中间合金并快速凝固与基体形成冶金结合，实现球墨铸铁与锰黄铜的可靠连接，步骤如下：a.确定制备球墨铸铁双金属液压部件耐磨合金组成，其合金由两层金属组成，第一层为含硅和钛等元素的铜合金，第二层为锰黄铜合金；b.球墨铸铁表面进行机械和化学处理，清除油污和氧化物；c.采用电火花沉积方法，在球墨铸铁表面预制铜合金中间层，与球墨铸铁形成致密冶金结合；d.采用冷焊方法，制备耐磨合金层；e氩气保护条件下对双金属材料进行热处理。本发明的铜合金与球墨铸铁双金属的室温导热系数110～118W/(mK)，150℃导热系数119～125W/(mK)；润滑油摩擦系数0.101～0.105。

技术领域

本发明涉及一种铜-球墨铸铁双金属液压耐磨部件及其制备方法，应用焊接方法加热铜合金熔化并快速凝固与球墨铸铁基体形成冶金结合，在球墨铸铁表面形成致密的铜合金耐磨层，属于焊接与连接技术领域。

背景技术

柱塞泵是液压系统的重要组成部分，作为液压系统领域重要的能源转换元件向外输出可控的高压流体，通过改变泵的转速及变量装置控制泵输出的流量的变化，改变外负载的大小或调节泵调压装置实现泵输出压力的变化，实现液压执行机构的动作，完成对直线运动或旋转运动的控制。柱塞泵总成的核心部件为摇摆座、配流盘与缸体等摩擦副部件，当泵运转时，柱塞在缸体中往复运动，作为摩擦副的部件会因高速、重载、运动副几何精度低、应力集中、侧向比压过高等原因造成表面磨损、疲劳点蚀或疲劳断裂，或是极限压力与速度比值过大造成摩擦副部件表面发生材料粘附现象而失效；随着摩擦副部件的摩擦损耗加大，将诱发液压泵异常发热，温度过高，导致液压系统部件膨胀，诱发部件配合间隙破坏而出现液压阀卡死现象。柱塞泵中摩擦副材料的耐磨性能好坏、寿命长短不仅制约柱塞泵产品的使用寿命，同时也是其能否承载高压领域取得突破性进展的根本保障；而提高液压产品质量的关键是选择合适的摩擦副材料和更好的制造工艺方法。因此，摇摆座、配流盘与缸体等摩擦副部件基体材料需要一定的硬度和强度，同时其端面又都需要有良好的耐磨性、减摩性、导热性和高温抗疲劳性。双金属材料结构既满足了摩擦副部件对材料的匹配要求又提高了部件的综合性能，是高压、高速大功率柱塞泵用材料的发展趋势之一。目前，柱塞泵摩擦副部件采用较多的是铜-钢组合的双金属材料，制造方法有熔化焊、气焊、钎焊、爆炸焊接、固态扩散焊、铸造、机械镶嵌、沉积、粉末冶金烧结和轧制复合方法等，如中国发明专利CN 201010574604.9、CN201210234085.0、CN 201310712523.4、CN201510789408.6、CN201610320678.7、CN201610502247.2、CN201711008255.2。