[发明专利]一种双金属柱塞泵缸体挤压铸造成型方法

说明书

本发明公开了一种双金属柱塞泵缸体挤压铸造成型方法，涉及双金属挤压成型制备技术领域；首先是预热阶段为钢基体置入挤压模具内，感应线圈将钢基体加热至1130‑1170℃，将1150‑1250℃的液态铜合金注入钢基体内，在室温下静置冷却至750‑900℃，之后是半固态挤压阶段，分为下、上分时分区挤压，下冲头向上进行半固态挤压，以将柱塞泵缸体下端的铜合金配流盘铜层挤压成型；待缸体配流盘处成型后上冲头开始向下挤压缸体上端冒口处，实现缸体柱塞及腰形孔处成型；本发明制备的双金属缸体界面无开裂、结合强度高，铜合金组织致密、组织细小且均匀。

技术领域

本发明涉及双金属挤压成型制备技术领域，具体为一种双金属柱塞泵缸体挤压铸造成型方法。

背景技术

双金属柱塞泵缸体是液压系统的一个重要装置，在诸多领域有着较为广泛的应用前景。柱塞泵缸体由两部分组成：主体部分材质通常为低碳钢，起到承载压力和抵抗冲抵的作用；工作面为耐磨锡青铜，由圆周均布的柱塞孔壁及底部配流盘构成，具有抗疲劳、减磨、导热性好的特点。双金属界面结合质量的好坏主要取决于界面结合强度，界面微观形貌及铜合金致密性对界面结合强度有着直观影响。

目前关于钢/铜双金属柱塞泵缸体的制造方法有很多，但都存在一定的缺陷：

1、《一种柱塞泵转子成型工艺》（申请号：CN201911055928.9）采用水溶性悬浊液方式制备钢/铜双金属缸体，浇注与预热温度均为1200±30℃，由于缸体属于异性结构，在空冷过程铜合金向下凝固易在界面内侧产生缩松现象。

2、《钢铜双金属缸体熔铸的加热、冷却方法》（申请号：CN110434315 A）采用熔铸法制备了双金属缸体，钢/铜双金属两种材料热膨胀系数差距较大，缸体在预热区进行分阶段加热过程中，界面处铜合金逐渐融化，但易形成局部含有气孔、夹杂等缺陷，并不能实现整个接触面冶金结合。

3、《高压柱塞泵转子双金属挤压铸挂成形的工艺特点》报道了关于缸体挤压成型的工艺，作者采用固-液方式浇注后采用半固态挤压使双金属界面成型，但未经预热的钢基体极易在界面处产生冷隔现象。铜合金液浇注到钢基体中将产生很大的冷却速度虽然在界面处会形成很细的晶粒，但界面温度较低，无法促进Fe/Cu原子扩散，未经预热的界面即使实现界面处无缺陷也不可能形成高强度界面扩散层。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提出一种采用电磁预热与挤压铸造相结合制备的钢/铜双金属柱塞泵缸体的成型方法，其能够显著提高双金属结合界面的结合强度，提高铜合金致密度。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种双金属柱塞泵缸体挤压铸造成型方法，包括以下步骤：

a）电磁预热阶段：将钢基体置入挤压模具内，通过电磁线圈将钢基体进行预热，预热温度为1130-1170℃，达到预设温度后，将1150-1250℃的液态铜合金注入钢基体内，在室温下静置冷却至750-900℃。

b）分时挤压阶段：待铜合金降温至半凝固温度区间后，挤压模具下冲头向上运动，对缸体底部配流盘处铜层进行挤压成型，待缸体配流盘处成型后模具上冲头开始向下运动，挤压缸体上端冒口处，实现缸体柱塞及腰形孔处成型。

优选的，在所述步骤a之前先将钢基体进行清洗预处理得到钢基体毛胚。

优选的，通过红外测温仪对钢基体内、外表面进行测温，使钢基体内、外表面均达到预设温度。

优选的，下冲头行程为3-5mm，保压2-4min。

优选的，上冲头行程为10-20mm，保压5-7min。

本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：