[发明专利]一种铜基粉末冶金柱塞泵配油盘材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铜基粉末冶金柱塞泵配油盘材料及其制备方法，制备方法为：按重量比称取2～4％镍、8.0％～12.0％锡、3～5％铅、0.4～0.65％粘结剂、0.4～0.6％润滑剂、余量为铜粉，混合后得到铜基混合粉；然后依次经过压制成形、烧结、整形、去应力、机械加工制得成品。本发明制得的材料金相组织主要为高温等轴单相组织，晶界处分布有铜锡化合物及单质态铅，铜锡化合物的存在可以增加材料强度、硬度及起到耐磨作用，单质态铅的存在起到减磨作用，满足了很好的使用效果；本发明制得的材料具有更好的摩擦学特性和更好的抗疲劳磨损及抗粘着磨损，且制备方法工序简单，生产效率高、加工成本低。

技术领域

本发明属于工程机械柱塞泵零部件领域，具体涉及一种铜基粉末冶金柱塞泵配油盘材料及其制备方法。

背景技术

柱塞泵是工程机械液压系统中关键的动力元件，其中摩擦副材料是其关键零件，其耐磨性能直接决定了柱塞泵的性能与寿命，柱塞泵配油盘与滑靴构成一对摩擦副，在高低压转换区，柱塞泵配油盘与滑靴相对运动的面受到瞬间冲击力，造成擦伤，从而产生粘着磨损整泵失效，这要求配油盘具有较高的耐磨损性能。为达到此要求，目前采用的工艺为铺粉烧结再进行轧制的工艺，但该工艺制造出的铜合金面的机械强度无法达到要求，由于材料表面的硬度不足，在瞬间受到的冲击载荷下，铜合金面迅速咬合擦伤，从而不能满足柱塞泵的使用要求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种铜基粉末冶金柱塞泵配油盘材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)配料：按重量比称取2～4％镍、8.0％～12.0％锡、3～5％铅、0.4～0.65％粘结剂、0.4～0.6％润滑剂、余量为铜粉，混合均匀后得到铜基混合粉，所述铜基混合粉中不可避免的杂质含量≤0.1％；优选的，所述粘结剂为石蜡，其能够将镍粉粘接在铜粉颗粒的外表面，起到解决偏析的作用。

(2)压制成形：将铜基混合粉转移至模具内进行压制，压制成形得到铜基体压坯；

(3)烧结：在铜基体压坯的顶部放置渗铜钢基体，然后将其转移至烧结炉中进行烧结，得到铜合金烧结坯；

(4)整形：对铜合金烧结坯进行整形得到整形铜合金坯；

(5)去应力：对整形铜合金坯进行去应力处理，消除后期加工因应力引起的尺寸变动，得到去应力铜合金坯；

(6)机械加工：去应力铜合金坯依次经过两端面加工、铣加工和研磨抛光加工后制得成品，即铜基粉末冶金柱塞泵配油盘材料。

作为优选的技术方案，步骤(1)中，所述镍为羰基镍粉，所述铜粉为雾化铜粉。

作为优选的技术方案，步骤(1)中，所述润滑剂为硬脂酸锌或微蜡粉。

作为优选的技术方案，步骤(2)中，所述压制的压力为450～600MPa/cm²。

作为优选的技术方案，步骤(2)中，所述铜基体压坯的密度为7.6～8.0g/cm³。

作为优选的技术方案，步骤(3)中，所述烧结的温度为860℃～920℃，时间为40～60分钟；烧结气氛为氢气和氮气的混合气体，混合体积比为15:85，其中氢气为还原性气体，氮气作为保护气氛。

作为优选的技术方案，步骤(4)中，采用硬质合金模具对铜合金烧结坯进行整形，整形的压力为600～700MPa/cm²。

作为优选的技术方案，步骤(5)中，所述去应力处理是在网带炉内进行的；去应力的温度为400～500℃，时间为2～3小时。

作为优选的技术方案，步骤(6)中，所述两端面加工的加工余量为0.2～0.35mm，所述研磨抛光加工的研磨余量为0.02mm。