一种提高高压油泵性能的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种提高高压油泵性能的处理方法，与现有技术相比，本发明专利技术对于柴油润滑的车用高压油泵，通过对高压油泵内部凸轮轴进行表面渗碳和磷化处理，可以提高高压油泵内部凸轮轴表面的耐磨性、降低凸轮轴表面的摩擦系数，进而提升高压油泵的性能以适用于航空煤油环境。通过渗碳提高高压油泵内部凸轮轴表面的硬度和耐磨性，通过磷化技术减小高压油泵内部凸轮轴表面的摩擦系数，以提高润滑性能。此发明专利技术开拓了车用高压油泵的使用范围，降低了车用高压油泵在航空上的使用风险，提高了喷油系统泵端的可靠性，具有潜在的经济价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高压油泵领域，具体涉及一种提高高压油泵性能的处理方法。
技术介绍
喷油系统是发动机的关键系统之一，其中高压油泵是喷油系统里面最为核心的零部件。它根据发动机的状态，将低压燃油变为高压燃油输送到供油管路中，然后喷射到燃烧室中参与燃烧。车用柴油机高压油泵鲜有运用到航空上，因为燃料为航空煤油。航空煤油既是发动机的燃料，又是高压油泵的润滑介质，而润滑性的优良直接关系到高压油泵的正常运转和发动机的工作是否可靠。由于航空煤油的润滑特性没有柴油好，如果车用高压油泵运用到航空领域，高压油泵使用航空煤油，高压油泵内部凸轮轴的表面润滑将受到影响，内部凸轮轴运转将直接受到粘性阻力；另外油泵凸轮桃子与油泵内挺柱的接触应力会加剧油泵内部凸轮轴接触面的磨损。这样不但会影响高压油泵凸轮轴的寿命，还会延滞高压燃油的产生，进而影响发动机的正常工作。基于现状，为了使车用柴油机高压油泵能正常使用航空煤油，提高高压油泵内部凸轮轴的硬度和润滑性能就显得很有意义和必要了。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种提高高压油泵性能的处理方法，利用渗碳和磷化技术，提高高压油泵内部凸轮轴表面的耐磨性及降低凸轮轴表面的摩擦系数，从而提高其润滑性，开拓了车用高压油泵的使用范围，使其适用于航空煤油环境。本专利技术提供的一种提高高压油泵性能的处理方法，包括以下步骤：(1)将高压油泵凸轮轴进行渗碳处理；(2)将渗碳后的高压油泵凸轮轴进行磷化处理。步骤(1)中具体为：采用气体渗碳法，把高压油泵凸轮轴放入密封的渗碳炉中，在渗碳介质中用吸热式气体作为运载气体，用丙烷作为富化气，渗碳后淬火处理，空冷到室温后再回火，最后冷却到室温；进一步的，步骤(1)渗碳过程中，将渗碳炉的温度控制在920℃-940℃保温4-6h；进一步的，步骤(1)中甲烷和乙烷作为渗碳介质；CO和H2作为运载气体。进一步的，步骤(1)中淬火处理具体为：渗碳后进行淬火处理，20min-30min温度迅速空冷至室温；步骤(1)中回火处理具体为：加热到180℃-200℃保温3-4h进行低温回火处理，最后空冷到室温。步骤(1)中富化气的送入量速率保持10～15L/min，控制零件表面的含碳量浓度保证在0.8％～1％。通过控制系统控制富化气的送入量，以改变渗碳炉的碳势以改变渗碳炉的碳势，从而控制零件表面的含碳量。进一步的，步骤(1)中，渗碳层的深度控制在0.8-1.2毫米。步骤(2)中磷化处理所用的磷化液为：由Fe(H2PO4)2、Mn(H2PO4)2、Zn(H2PO4)2组成，磷化液的pH值为1-3，相对密度为1.05-1.10。进一步的，步骤(2)中磷化液温度控制在60-70℃，磷化处理4-5min。步骤(2)中磷化膜的生成具体过程为：吸热3Zn(H2PO4)2＝Zn3(PO4)2↓+4H3PO4吸热3Mn(H2PO4)2＝Mn3(PO4)2↓+4H3PO4高压油泵凸轮轴是钢铁合金，在磷酸作用下，Fe和FeC3中形成无数原电池，在阳极区，铁开始溶解为Fe2+，同时放出电子。Fe+2H3PO4＝Fe(PO4)2+3H2↑Fe＝Fe2++2e-在钢铁工件表面附件的溶液中Fe2+不断增加，当Fe2+与HPO42-，PO43-大于磷酸盐的溶度积时，产生沉淀，在工件表面形成磷化膜。Fe(H2PO4)2＝FeHPO4↓+H3PO4Fe+Fe(H2PO4)2＝2FeHPO4↓+H2↑3FeHPO4＝F3(PO4)2↓+H3PO4Fe+2FeHPO4＝Fe3(PO4)2↓+H2↑。本专利技术中首先将高压油泵的凸轮轴进行渗碳处理，提高油泵凸轮轴表面硬度和耐磨性。渗碳技术是将钢制工件放在含碳介质中加热到高温，以增加工件表层含碳量的化学热处理工艺。渗碳工件的材料一般为低碳钢或低碳合金钢。渗碳后，钢件表面的化学成分可接近高碳钢。工件渗碳后经过淬火，可以使工件表面产生压缩内应力，进而可以得到高的表面硬度、高的耐磨性和疲劳强度，并保持心部有低碳钢淬火后的强韧性，使工件能承受冲击载荷，借以延长零件的使用寿命。渗碳原理包含三个基本过程。①分解：渗碳介质的分解产生活性碳原子。②吸附：活性碳原子被钢件表面吸收后即溶到表层奥氏体中，使奥氏体中含碳量增加。③扩散：表面含碳量增加便与心部含碳量出现浓度差，表面的碳遂向内部扩散。然后对高压油泵的凸轮轴进行磷化处理，降低凸轮轴表面的摩擦系数，提高润滑性能。磷化是一种化学与电化学反应形成磷酸盐化学转化膜的过程，所形成的磷酸盐转化膜也称之为磷化膜。磷化膜具有一系列的宝贵性能，在航空煤油中稳定性高，具有良好的粘附性和松孔结构，有良好的吸油性，因此减摩性好；此外磷化膜能提高工件表面的滑动性，可减少摩擦系数，因此抗磨性能好。此外磷化膜耐压性可以达1000V，融化的金属不能附着在磷化膜上，渗碳后进行磷化能够提高渗碳层的硬度。与现有技术相比，本专利技术对于柴油润滑的车用高压油泵，通过对高压油泵内部凸轮轴进行表面渗碳和磷化处理，可以提高高压油泵内部凸轮轴表面的耐磨性、降低凸轮轴表面的摩擦系数，进而提升高压油泵的性能以适用于航空煤油环境。通过渗碳提高高压油泵内部凸轮轴表面的硬度和耐磨性，通过磷化技术减小高压油泵内部凸轮轴表面的摩擦系数，以提高润滑性能。此专利技术开拓了车用高压油泵的使用范围，降低了车用高压油泵在航空上的使用风险，提高了喷油系统泵端的可靠性，具有潜在的经济价值。附图说明图1为本专利技术工艺流程示意图。具体实施方式实施例1一种提高高压油泵性能的处理方法，包括以下步骤：(1)将高压油泵凸轮轴进行气体渗碳处理，把高压油泵凸轮轴放入密封的渗碳炉中，渗碳炉的温度控制在920℃保温5h；甲烷和乙烷作为渗碳介质；CO和H2作为运载气体，用丙烷作为富化气，送入量速率保持11L/min，渗碳后淬火处理，20min温度迅速空冷至室温；加热到180℃保温3h进行低温回火处理，最后空冷到室温；渗碳层的深度控制在0.8-1.2毫米；零件表面的含碳量浓度保证在0.8％-1％。(2)将渗碳后的高压油泵凸轮轴进行磷化处理，温度控制在65℃，磷化处理4min；磷化液为：由Fe(H2PO4)2、Mn(H2PO4)2、Zn(H2PO4)2组成，磷化液的pH值为1-3，相对密度为1.05-1.10。步骤(2)中磷化膜的生成具体过程为：吸热3Zn(H2PO4)2＝Zn3(PO4)2↓+4H3PO4吸热3Mn(H2PO4)2＝Mn3(PO4)2↓+4H3PO4高压油泵凸轮轴是钢铁合金，在磷酸作用下，Fe和FeC3中形成无数原电池，在阳极区，铁开始溶解为Fe2+，同时放出电子。Fe+2H3PO4＝Fe(PO4)2+3H2↑Fe＝Fe2++2e-在钢铁工件表面附件的溶液中Fe2+不断增加，当Fe2+与HPO42-，PO43-大于磷酸盐的溶度积时，产生沉淀，在工件表面形成磷化膜。Fe(H2PO4)2＝FeHPO4↓+H3PO4Fe+Fe(H2PO4)2＝2FeHPO4↓+H2↑3FeHPO4＝F3(PO4)2↓+H3PO4Fe+2FeHPO4＝Fe3(PO4)2↓+H2↑。通过渗碳提高高压油泵内部凸轮轴表面的硬度和耐磨性，通过磷化技术减小高压油泵内部凸轮轴表面的摩擦系数，提高了润滑性能。可用在航空领域。实施例2一种提高高压油泵性能的处理方法，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高高压油泵性能的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：(1)将高压油泵凸轮轴进行渗碳处理；(2)将渗碳后的高压油泵凸轮轴进行磷化处理。

【技术特征摘要】
1.一种提高高压油泵性能的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括以下步骤：(1)将高压油泵凸轮轴进行渗碳处理；(2)将渗碳后的高压油泵凸轮轴进行磷化处理。2.根据权利要求1所述的提高高压油泵性能的处理方法，其特征在于，步骤(1)中具体为：采用气体渗碳法，把高压油泵凸轮轴放入密封的渗碳炉中，在渗碳介质中用吸热式气体作为运载气体，用丙烷作为富化气，渗碳后淬火处理，空冷到室温后再回火，最后冷却到室温。3.根据权利要求2所述的提高高压油泵性能的处理方法，其特征在于，步骤(1)渗碳过程中，将渗碳炉的温度控制在920℃-940℃保温4-6h。4.根据权利要求2或3所述的提高高压油泵性能的处理方法，其特征在于，步骤(1)中甲烷和乙烷作为渗碳介质。5.根据权利要求2-4任一项所述的提高高压油泵性能的处理方法，其特征在于，步骤(1)中富化气的送入量速率保持10～15L/min，控制零件表面的含碳量浓度保证在0.8％～1％。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱伟鑫，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34