直軸式（斜盤式）軸向柱塞泵的制造工藝

柱塞泵是依靠柱塞在專門的缸體中往復(fù)運動實現(xiàn)吸油或壓油的液壓泵，殼體只起包容、連接和支承各工作部件的作用，是一種殼體非承壓型液壓元件。柱塞泵有軸向柱塞式和徑向柱塞式兩大類，其結(jié)構(gòu)和工藝不盡相同。本節(jié)僅對軸向柱塞泵關(guān)鍵零件的材料及工藝作一簡介。

 (1)技術(shù)要求如圖K所示，直軸式軸向柱塞泵由傳動軸1、斜盤2、滑履3、柱塞4、缸體5、配流盤6、回程盤8等關(guān)鍵零件組成。直軸式軸向柱塞泵可長期在高壓、高速、高溫等苛刻條件下工作，并具有很高的容積效率和總效率，所以要求柱塞泵殼體內(nèi)所有運轉(zhuǎn)的零件除應(yīng)具有足夠的強度、剛度外還要有很高的尺寸精度和形位精度。為此要合理選擇泵的關(guān)鍵零件的材質(zhì)、熱處理方式，并提高加工質(zhì)量，其中尤以選用合理摩擦副材料最為重要。

    (2)常用材料及工藝要求不同生產(chǎn)廠家、不同規(guī)格的產(chǎn)品，其選材和加工工藝不盡相同，隨著表面處理技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，液壓泵的用材出現(xiàn)多元化的趨勢。各種傳統(tǒng)熱處理技術(shù)與現(xiàn)代表面處理技術(shù)的組合，包括對傳統(tǒng)金屬材料進行離子注入、熱噴涂、激光熔敷、電化學(xué)鍍、物理化學(xué)氣相沉積等，日益顯現(xiàn)出巨大的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢。另外，其他新型工程材料如工程復(fù)合材料和陶瓷材料的應(yīng)用，為泵的選材和制造提供了更多、更廣泛的途徑。

    ①柱塞與缸體

    a．材料及熱處理 柱塞與缸體的材料選配有兩種方案；其一是硬柱塞軟缸體；其二則是軟柱塞硬缸體。在高壓大流量柱塞泵中多采用第一種方案。

    硬的柱塞材料通常為18CrMnTiA、20Cr、12CrNi、40Cr、GCr15、CrMn、9SiCr、

T7A、T8A及氮化鋼38CrMoAlA等。前三種表面滲碳深度要達0.8～1.2mm，淬火硬度必須達到56～63HRC，其他鋼種熱處理硬度也要達到60HRC左右。CrMn和9SiCr工具鋼具有熱處理變形小、金相組織穩(wěn)定的優(yōu)點。GCr15熱處理后對應(yīng)力集中敏感，曾發(fā)生過柱塞折斷的現(xiàn)象，盡量少用。或者在上述材料的表面噴涂或熔敷各種陶瓷層，如ZrO₂、Al₂O₃、Cr₂O₃及其他陶瓷粉末。

    缸體的材料通常為ZQSn10-1或ZQAlFe9-4，此外也可用耐磨鑄鐵或球墨鑄鐵等。為了節(jié)省銅，常用20Cr、12CrNi3A或GCr15作基體而在柱塞孔處鑲嵌銅套，或者采用PEEK、Torlon、POM等工程塑料做成缸套結(jié)構(gòu)，即“組合式缸體”。

    若缸體采用硬的合金鋼(硬度達60～62HRC)，則柱塞常用鈹青銅或QSn10-2-3錫鉛鎳青銅制造。

    b．工藝要求 柱塞與缸體孔的配合間隙，以漏損和摩擦損失的總和最小為宜，在轉(zhuǎn)速n＜1500r/min，壓力p＞20MPa時，一般取為0.01～0.015mm，轉(zhuǎn)速提高或壓力降低至10MPa以下，則可酌情稍許加大。

    柱塞插入部分開設(shè)均壓環(huán)槽時，槽的尺寸為；深0.3～0.5mm，寬0.3～0.7mm，間距3～10mm。槽要保持銳邊，以免攜帶污物，并有利于消除污物、顆粒。

    柱塞滲碳淬火后要磨光，表面粗糙度為0.4～0.1μm，圓度、錐度允差小于徑向間隙(0.002～0.005mm)的1/4。

    孔的表面粗糙度一般為0.8～0.4μm，圓度、錐度允差與柱塞相同。

    ②滑履常用材料為耐磨的銅合金；壓在斜盤上的一端的支承平面上制有幾條同心環(huán)槽，有時還鍍有銀、銦等金屬減摩層，靠由柱塞中心孑L引入的壓力油在斜盤工作面上形成靜壓推力軸承；另一端則采用滾壓包球工藝與柱塞頭部實現(xiàn)鉸接。

    ③斜盤與壓盤（回程盤）  斜盤的工作表面必須平整、光滑、耐磨并具有足夠的抗壓強度，為此，斜盤多用GCr15，淬火后硬度為58～62HRC，其支承軸瓦通常用ZQAl9-4。

    回程盤一般多用18CrMnTi，滲碳淬火后硬度為60～65HRC。為了避免回程盤孔割削滑靴，應(yīng)將孔邊倒圓R0.2mm左右，分度誤差要小于20′。

④配流盤材料要與缸體對應(yīng)選取，常用的材料配對見下表，其中以ZQSn10-1與Cr12MoV有最好的抗咬合能力。

 

下缸體與配流盤的常用材料配對

 

    配流盤淬火（或氮化鋼氮化）以后，為了穩(wěn)定金相組織還通常進行冷處理和時效處理。

    青銅的缸體表面有時要鍍一層鉛或鉛和銦，以改善其跑合性和耐腐蝕性。

    有的廠家在配流盤或缸體表面噴涂、燒結(jié)尼龍或PEEK等工程塑料，而其對偶面則盡量提高硬度（50HRC或更高），或者采用陶瓷涂層。

    配流盤表面粗糙度為0.4～0.1μm，配流盤表面平面度公差約0.005mm，且只允許內(nèi)凹，不允許外凸。