一种高压柱塞泵的柱塞副制造技术

本发明专利技术涉及一种高压柱塞泵的柱塞副，包括柱塞和与之相匹配的缸体孔衬套，所述柱塞与所述缸体孔衬套配合间隙为0.006‑0.008mm，所述柱塞和所述缸体孔衬套分别采用特定材料制造成型，两者的接触面上，所述柱塞等离子喷涂有第一陶瓷涂层，所述第一陶瓷涂层含有13wt％的TiO2，余量为Al2O3；所述缸体孔衬套等离子喷涂有第二陶瓷涂层，所述第二陶瓷涂层含有5wt％的NiCr、6.5wt％的Cr2O3，余量为Al2O3。所述柱塞副具有优异的耐磨性能，具有良好的应用潜力和工业化生产价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机械零件，尤其涉及一种高压柱塞泵的柱塞副，属于高压柱塞泵元器件
，。
技术介绍
柱塞泵是液压系统的一个重要装置。它依靠柱塞在缸体中往复运动，使密封工作容腔的容积发生变化来实现吸油、压油。柱塞泵具有额定压力高、结构紧凑、效率高和流量调节方便等优点，被广泛应用于高压、大流量和流量需要调节的场合，诸如液压机、工程机械和船舶中。柱塞泵是往复泵的一种，属于体积泵，其柱塞靠泵轴的偏心转动驱动，往复运动，其吸入和排出阀都是单向阀。当柱塞外拉时，工作室内压力降低，出口阀关闭，低于进口压力时，进口阀打开，液体进入；柱塞内推时，工作室压力升高，进口阀关闭，高于出口压力时，出口阀打开，液体排出。当传动轴带动缸体旋转时，斜盘将柱塞从缸体中拉出或推回，完成吸排油过程。柱塞与缸孔组成的工作容腔中的油液通过配油盘分别与泵的吸、排油腔相通。变量机构用来改变斜盘的倾角，通过调节斜盘的倾角可改变泵的排量。柱塞泵是液压系统中的重要零件，作用是为系统提供液压能，其重要性相当于人体中的心脏，必须时刻正确、有效、可靠地工作，这也使柱塞泵的设计难度增大。其中，柱塞副(柱塞和缸体孔衬套)作为柱塞泵的核心零件，要求柱塞副的柱塞能承受高压、高温和一定的冲击，柱塞具有高强度、高硬度、高耐磨性和一定的韧性，而与之配合的缸体孔衬套需要较高的耐磨性，同时，两者之间的摩擦力应尽可能的小，且保证长期工作摩擦力不会产生太大变化。<br>现有的高压柱塞泵使用的柱塞多数采用31CrMoV9合金结构钢铸造而成。这种柱塞具有较好的综合力学性能，但是，其光洁度、耐磨性、疲劳强度仍然有待于进一步的提高，尤其是，柱塞做长期往复的运动工作，经常会出现表面磨损过于严重、摩擦力急剧增大的情况，与之配合的缸体孔衬套也面临同样的磨损问题。因此，开发一种新的高压柱塞泵的柱塞副，不但具有迫切的研究价值，也具有良好的经济效益和工业应用潜力，这正是本专利技术得以完成的动力所在和基础所倚。
技术实现思路
为了克服上述所指出的现有高压柱塞泵柱塞的缺陷，本专利技术人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本专利技术。具体而言，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种高压柱塞泵的柱塞副，以解决目前高压柱塞泵柱塞表层耐磨性差、疲劳强度和光洁度较低，缸体孔衬套磨损严重的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：第一个方面，提供了一种高压柱塞泵的柱塞副，所述柱塞副包括柱塞和与之相匹配的缸体孔衬套，所述柱塞与所述缸体孔衬套配合间隙为0.006-0.008mm。所述柱塞和所述缸体孔衬套分别采用特定材料制造成型。其中，所述柱塞采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C0.21-0.31、Mn0.61-0.71、Cr5.0-6.0、Ni1.2-1.4、Mo0.2-0.3、V0.15-0.17、Ti0.10-0.20、Co0.21-0.31、B0.05-0.07、P0.02-0.04、S0.02-0.04，余量为Fe以及不可避免的杂质；所述缸体孔衬套采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C0.25-0.35、Mn0.71-0.80、Cr4.0-4.5、Ni1.4-1.6、Mo0.2-0.3、V0.19-0.21、Ti0.20-0.30、Co0.21-0.31、P0.01-0.03、S0.01-0.02，余量为Fe以及不可避免的杂质；并且，两者的接触面上，所述柱塞等离子喷涂有第一陶瓷涂层，所述第一陶瓷涂层含有13wt％的TiO2，余量为Al2O3；其中wt％是指重量％，下同。所述缸体孔衬套等离子喷涂有第二陶瓷涂层，所述第二陶瓷涂层含有5wt％的NiCr、6.5wt％的Cr2O3，余量为Al2O3。本领域技术人员可以按照实际的需要调整等离子喷涂工艺时的具体参数，且该喷涂工艺都是现有技术中的常规手段，在此不做赘述。在本专利技术的所述高压柱塞泵的柱塞副中，作为一种优化的技术方案，所述柱塞采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C0.25、Mn0.65、Cr5.5、Ni1.3、Mo0.25、V0.16、Ti0.15、Co0.25、B0.06、P0.02、S0.02，余量为Fe以及不可避免的杂质。在本专利技术的所述高压柱塞泵的柱塞副中，作为一种优化的技术方案，所述缸体孔衬套采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C0.30、Mn0.75、Cr4.2、Ni1.5、Mo0.25、V0.20、Ti0.25、Co0.25、P0.02、S0.02，余量为Fe以及不可避免的杂质。在本专利技术的所述高压柱塞泵的柱塞副中，作为一种优化的技术方案，所述柱塞喷涂的第一陶瓷涂层厚度为0.5-0.7mm。在本专利技术的所述高压柱塞泵的柱塞副中，作为一种优化的技术方案，所述缸体孔衬套喷涂的第二陶瓷涂层厚度为0.6-0.8mm。第二个方面，本专利技术还提供了所述高压柱塞泵的柱塞副的制造方法，所述制造方法包括如下步骤(即所述柱塞副是按照包括如下步骤的方法制得的)：S1：柱塞制造S1-1：按照铸钢正常的熔炼工艺，按照配方比例将含C、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti、Co、P、S的初料熔化，出炉后，利用LF精炼炉，在全过程通入氩气搅拌的情况下，喂入含B元素材料，出炉后，进行RH炉精炼，并浇铸成柱塞初件；S1-2：将柱塞初件表面进行渗氮处理，然后在其接触面上等离子喷涂第一陶瓷涂层；S2：缸体孔衬套制造按照铸钢正常的熔炼工艺，按照配方比例将含C、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti、Co、P、S的初料熔化，出炉后，依序利用LF精炼炉、RH炉精炼；浇铸成缸体孔衬套初件；将缸体孔衬套初件表面渗氮处理；然后在其接触面上等离子喷涂第二陶瓷涂层；S3：将S1得到的柱塞和S2得到的缸体孔衬套进行配合安装，从而得到柱塞副。在本专利技术的所述高压柱塞泵的柱塞副的制造方法中，作为一种优化的技术方案，所述步骤S1-1中的所述含B元素材料为纳米级别的含B元素粉末，例如可为100-200纳米之间的含B元素材料，可选择炼钢领域中的常用含B元素材料，并将其粉碎研磨至100-200纳米即可。在本专利技术的所述高压柱塞泵的柱塞副的制造方法中，所述步骤S1-S2中的各种初料都是本领域中常规物料，本领域技术人员可进行合适的选择，只要使得最终的柱塞和缸体孔衬套中的各个元素含量位于上述限定的范围内即可，在此不再进行详细描述。在本专利技术的所述高压柱塞泵的柱塞副的制造方法中，作为一种优化的技术...

【技术保护点】
一种高压柱塞泵的柱塞副，所述柱塞副包括柱塞和与之相匹配的缸体孔衬套，所述柱塞与所述缸体孔衬套配合间隙为0.006‑0.008mm，所述柱塞和所述缸体孔衬套分别采用特定材料制造成型，其中，所述柱塞采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C 0.21‑0.31、Mn 0.61‑0.71、Cr 5.0‑6.0、Ni 1.2‑1.4、Mo 0.2‑0.3、V 0.15‑0.17、Ti 0.10‑0.20、Co 0.21‑0.31、B 0.05‑0.07、P 0.02‑0.04、S 0.02‑0.04，余量为Fe以及不可避免的杂质；所述缸体孔衬套采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C 0.25‑0.35、Mn 0.71‑0.80、Cr 4.0‑4.5、Ni 1.4‑1.6、Mo 0.2‑0.3、V 0.19‑0.21、Ti 0.20‑0.30、Co 0.21‑0.31、P 0.01‑0.03、S 0.01‑0.02，余量为Fe以及不可避免的杂质；并且，两者的接触面上，所述柱塞等离子喷涂有第一陶瓷涂层，所述第一陶瓷涂层含有13wt％的TiO2，余量为Al2O3；所述缸体孔衬套等离子喷涂有第二陶瓷涂层，所述第二陶瓷涂层含有5wt％的NiCr、6.5wt％的Cr2O3，余量为Al2O3。...

【技术特征摘要】
1.一种高压柱塞泵的柱塞副，所述柱塞副包括柱塞和与之相匹配的缸体孔
衬套，所述柱塞与所述缸体孔衬套配合间隙为0.006-0.008mm，
所述柱塞和所述缸体孔衬套分别采用特定材料制造成型，
其中，所述柱塞采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C0.21-0.31、
Mn0.61-0.71、Cr5.0-6.0、Ni1.2-1.4、Mo0.2-0.3、V0.15-0.17、Ti0.10-0.20、
Co0.21-0.31、B0.05-0.07、P0.02-0.04、S0.02-0.04，余量为Fe以及不可避免的
杂质；
所述缸体孔衬套采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C0.25-0.35、
Mn0.71-0.80、Cr4.0-4.5、Ni1.4-1.6、Mo0.2-0.3、V0.19-0.21、Ti0.20-0.30、
Co0.21-0.31、P0.01-0.03、S0.01-0.02，余量为Fe以及不可避免的杂质；
并且，两者的接触面上，所述柱塞等离子喷涂有第一陶瓷涂层，所述第一
陶瓷涂层含有13wt％的TiO2，余量为Al2O3；
所述缸体孔衬套等离子喷涂有第二陶瓷涂层，所述第二陶瓷涂层含有5wt％
的NiCr、6.5wt％的Cr2O3，余量为Al2O3。
2.如权利要求1所述的一种高压柱塞泵的柱塞副，其特征在于：所述柱塞
采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C0.25、Mn0.65、Cr5.5、Ni1.3、
Mo0.25、V0.16、Ti0.15、Co0.25、B0.06、P0.02、S0.02，余量为Fe以及不
可避免的杂质。
3.如权利要求1或2所述的一种高压柱塞泵的柱塞副，其特征在于：所述
缸体孔衬套采用的特定材料以重量百分比为单位，含有C0.30、Mn0.75、Cr4.2、
Ni1.5、Mo0.25、V0.20、Ti0.25、Co0.25、P0.02、S0.02，余量为Fe以及不
可避免的杂质。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种高压柱塞泵的柱塞副，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：马鲁楠，
申请(专利权)人：马鲁楠，
类型：发明
国别省市：山东;37