專利名稱：：一種柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種工件表面強(qiáng)化處理工藝，尤其涉及液壓柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝，屬于精密零件表面改性處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：柱塞泵通過分油蓋將低壓油液吸入，經(jīng)高壓壓縮后從分油蓋的高壓腔輸出，從而將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?。分油蓋是柱塞泵內(nèi)的關(guān)鍵摩擦副零件，其工作面承載轉(zhuǎn)子的大比壓推力及高轉(zhuǎn)速摩擦熱作用，同時(shí)還要保持工作面的密封能力。因而，要求分油蓋工作面加工精度高、耐磨性好。根據(jù)泵內(nèi)摩擦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，若硬質(zhì)材料與軟質(zhì)材料配對(duì)，發(fā)生軟磨硬，其磨損機(jī)制主要為磨粒磨損。柱塞泵內(nèi)的與銅合金配對(duì)的滲氮處理分油蓋表面通常早期磨損嚴(yán)重，證實(shí)材料表面的抗磨粒磨損不足，并且滲氮處理的鋼不耐干磨，可生成有害的摩擦白層。需要找出一種表面改性工藝方法，既能進(jìn)一步提高其抗粘著磨損及抗磨粒磨損的能力，又能保持工作面的尺寸精度?，F(xiàn)有工件的表面強(qiáng)化的方法有很多種，如滲氮工藝、氣相沉積、離子注入技術(shù)等。滲氮鋼分油蓋的工作面僅靠滲氮處理進(jìn)行強(qiáng)化的方法不理想，柱塞泵在臨界工況條件下工作會(huì)出現(xiàn)分油蓋表面磨損加劇、內(nèi)泄漏增大、泵壽命降低的情況。離子注入工藝是在真空系統(tǒng)中，用經(jīng)過加速的高能離子注入到固體材料表面，引起材料成份和結(jié)構(gòu)變化，從而在所選擇的工作表面區(qū)域形成一個(gè)強(qiáng)化的表面層。離子注入的特征之一是在真空及較低溫度下注入，零件不氧化、不變形，能保持原有尺寸精度和表面粗糙度，可用作精密零件的最終處理工藝。已經(jīng)證實(shí)，鋼經(jīng)滲氮處理后再進(jìn)行離子注入可明顯提高鋼的抗粘著磨損和抗磨粒磨損能力?，F(xiàn)有的離子注入工藝一般包括常規(guī)離子注入技術(shù)(國際上簡(jiǎn)稱CI)和全方位離子注入技術(shù)(國際上簡(jiǎn)稱PS11)。常規(guī)離子注入是通過離子束對(duì)工件表面進(jìn)行視線過程注入；全方位離子注入技術(shù)是將被處理工件直接浸泡在高密度等離子體中，在工件上施加脈沖負(fù)高壓，實(shí)現(xiàn)全方位的離子注入。采用不同能量的常規(guī)離子注入+全方位離子注入的復(fù)合注入技術(shù)提高了表面離子濃度和均勻性，保證了注入質(zhì)量的穩(wěn)定性，處理后工件的磨損壽命和可靠性大大提高。但離子注入技術(shù)大多應(yīng)用于航空領(lǐng)域如軸承之類的精密零件上，針對(duì)柱塞泵分油蓋的離子注入工藝到目前為止尚未應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝。本發(fā)明能顯著提高柱塞泵分油蓋抗粘著磨損與抗磨粒磨損能力，從而提高分油蓋的使用效果和延長(zhǎng)分油蓋的使用壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案一種柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝，該工藝是先將分油蓋表面進(jìn)行滲氮處理，然后通過對(duì)分油蓋表面注入N+離子實(shí)現(xiàn)分油蓋的表面強(qiáng)化處理。上述的柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝中，所述對(duì)工件表面注入N+離子是先進(jìn)行N+離子的常規(guī)注入技術(shù)，再進(jìn)行N+離子的全方位注入技術(shù)。前述的柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝中，所述N+離子的常規(guī)注入技術(shù)采用6070KeV的注入能量，注入劑量控制在4X10178X1017離子/cm2，工作真空度5.0X1036.0X103Pa;所述N+離子的全方位注入技術(shù)采用3545KeV的注入能量，注入劑量控制在0.5X10171.5X1017離子/cm3，工作真空度5.0X10—36.0X10—3Pa。前述的柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝中，所述N+離子的常規(guī)注入技術(shù)采用70KeV的注入能量，注入劑量控制在6X1017離子/cm2，工作真空度6.0X10—3Pa;所述N+離子的全方位注入技術(shù)采用45KeV的注入能量，注入劑量控制在1.0X10"離子/cm3，工作真空度6.0X10—3Pa。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過先對(duì)柱塞泵分油蓋的表面進(jìn)行滲氮處理，再注入^離子實(shí)現(xiàn)工件的表面強(qiáng)化。本發(fā)明對(duì)柱塞泵分油蓋采用滲氮+N+離子注入后，工件近表層的氮元素濃度比單純滲氮處理提高了23倍，并且表層形成的非晶態(tài)膜、細(xì)化多晶層、第二相沉淀等組織強(qiáng)化作用使表面顯微硬度提高，工件的抗粘著磨損能力大為改善，耐磨粒磨損能力明顯提高，同時(shí)使工件的摩擦副的摩擦系數(shù)減小、承載力增大；本發(fā)明對(duì)工件表面注入N+離子是先進(jìn)行N+離子的常規(guī)注入技術(shù)(C1)，再進(jìn)行N+離子的全方位注入技術(shù)(PSn)，該表面強(qiáng)化處理不僅顯著提高了工件抗粘著磨損、抗磨粒磨損能力，而且工件表面強(qiáng)化處理均勻，提高了工件的穩(wěn)定性。離子注入技術(shù)的參數(shù)組合是在申請(qǐng)人通過反復(fù)試驗(yàn)、比較、歸納和總結(jié)獲得的結(jié)果，效果非常顯著，柱塞泵的回油量曲線呈平直或平緩上升態(tài)勢(shì)，壽命提高了一倍以上，泵的工作可靠性也大大提高。圖1是本發(fā)明常規(guī)注入的工作原理示意圖；圖2是本發(fā)明全方位離子注入的工作原理示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實(shí)施例。一種柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝，該工藝是先將分油蓋表面進(jìn)行滲氮處理，然后通過對(duì)分油蓋表面注入N+離子實(shí)現(xiàn)分油蓋的表面強(qiáng)化處理；注入N+離子是先進(jìn)行N+離子的常規(guī)離子注入技術(shù)，再進(jìn)行N+離子的全方位離子注入；所述的N+離子的常規(guī)注入技術(shù)采用70KeV的注入能量，注入劑量控制在6X1017離子/cm2，工作真空度6.0X10—3Pa;所述N+離子的全方位注入技術(shù)采用45KeV的注入能量，注入劑量控制在1.0X1017離子/cm3，工作真空度6.0X10—3Pa。本發(fā)明的工藝流程1、滲氮鋼分油蓋調(diào)質(zhì)處理(38CrMoAlA鋼參照企標(biāo)本新1_92，25Cr3MoA鋼參照HB/Z136-88);2、對(duì)分油蓋進(jìn)行精加工；3、對(duì)分油蓋進(jìn)行氣體滲氮(參照HB/Z79-95二段法)，滲氮后硬度38CrMoAlA>900HV5，25Cr3MoA>800HV5;4、推研分油蓋的工作面；5、對(duì)分油蓋表面進(jìn)行常規(guī)離子注入(C1)+全方位離子注入(PS11)。離子注入后質(zhì)量檢查①陪伴試樣離子注入后的顯微硬度值應(yīng)比注入前提高10%以上；②注入后再次檢測(cè)零件注入面的平面度和表面粗糙度應(yīng)符合零件設(shè)計(jì)圖紙要求。本發(fā)明中N+離子的常規(guī)離子注入技術(shù)(CI)的工作原理如圖l所示，N+離子由離子源1射出，經(jīng)過加速器2形成離子束3，在真空系統(tǒng)4中離子束3撞擊固定在工件轉(zhuǎn)動(dòng)靶5上隨工件轉(zhuǎn)動(dòng)靶5轉(zhuǎn)動(dòng)的工件，對(duì)工件6表面進(jìn)行N+離子的常規(guī)注入技術(shù)(CI);N+離子的全方位離子注入技術(shù)(PSII)的工作原理如圖2所示，安裝在工作臺(tái)9上的工件6設(shè)置于充滿等離子體11的真空系統(tǒng)8內(nèi)，當(dāng)高壓脈沖電源7通電對(duì)連接工件臺(tái)9的高壓脈沖10引入電極，熱陰極燈絲11作為離子源實(shí)現(xiàn)工件6表面的N+離子全方位注入(PSII)。本發(fā)明中N+離子注入技術(shù)的參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>按照現(xiàn)有技術(shù)方法，即分油蓋僅進(jìn)行滲氮處理，則在臨界工況條件下工作時(shí)分油蓋工作面磨損嚴(yán)重，油液內(nèi)泄漏增大，柱塞泵的回油量快速升高，效率下降和壽命縮短，對(duì)于大功率泵表現(xiàn)尤甚。采用本發(fā)明后柱塞泵的分油蓋通過滲氮+N+離子注入技術(shù)使工件近表層的氮元素濃度比單純滲氮處理提高了23倍，并且在工件表層形成的非晶態(tài)膜、細(xì)化多晶層、第二相沉淀等組織強(qiáng)化作用使表面顯微硬度提高，工件的抗粘著磨損能力和抗磨粒磨損能力明顯提高，同時(shí)摩擦副的摩擦系數(shù)減小、承載力增大。本發(fā)明處理后的柱塞泵的實(shí)際效果表現(xiàn)為，柱塞泵的回油量曲線呈平直或平緩上升態(tài)勢(shì)，泵的壽命提高一倍以上，泵的工作可靠性大大提高。權(quán)利要求一種柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝，其特征在于該工藝先將分油蓋表面進(jìn)行滲氮處理，然后通過對(duì)分油蓋表面注入N+離子實(shí)現(xiàn)分油蓋的表面強(qiáng)化處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝，其特征在于所述對(duì)工件表面注入N+離子是先進(jìn)行N+離子的常規(guī)注入技術(shù)，再進(jìn)行N+離子的全方位注入技術(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝，其特征在于所述N+離子的常規(guī)注入技術(shù)采用6070KeV的注入能量，注入劑量控制在4X10178X1017離子/cm2，工作真空度5.0XlO—36.0X10—3Pa;所述N+離子的全方位注入技術(shù)采用3545KeV的注入能量，注入劑量控制在0.5X10171.5X1017離子/cm3，工作真空度5.OX10—36.0X10—3Pa。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝，其特征在于所述N+離子的常規(guī)注入技術(shù)采用70KeV的注入能量，注入劑量控制在6X1017離子/cm2，工作真空度6.0X10—3Pa;所述N+離子的全方位注入技術(shù)采用45KeV的注入能量，注入劑量控制在1.0X1017離子/cm3，工作真空度6.0X10—3Pa。全文摘要本發(fā)明公開了一種柱塞泵分油蓋的表面強(qiáng)化處理工藝，該工藝是先將柱塞泵分油蓋進(jìn)行滲氮處理，然后通過對(duì)工件表面注入N+離子實(shí)現(xiàn)工件的復(fù)合表面強(qiáng)化處理。本發(fā)明能顯著提高柱塞泵分油蓋抗粘著磨損與抗磨粒磨損能力，從而延長(zhǎng)零件的耐磨壽命，處理后的柱塞泵壽命提高一倍以上。文檔編號(hào)C23C14/48GK101775573SQ20101011864公開日2010年7月14日申請(qǐng)日期2010年3月5日優(yōu)先權(quán)日2010年3月5日發(fā)明者劉俊,尹克里,楊梟,熊志文,耿漫,陳元儒,黃貽先申請(qǐng)人:中航力源液壓股份有限公司