本發(fā)明屬于石油鉆井用油泵，更具體地說，涉及一種重卡轉(zhuǎn)向助力油泵定子的粉末冶金制造方法。

背景技術(shù)：

1、重型卡車的載重量基本上在30t以上，在轉(zhuǎn)向過程中助力泵要提供更多的助力，才能保證駕駛員可以比較輕松的轉(zhuǎn)動方向盤，所以助力泵中定子自身的強(qiáng)硬度、耐磨度和抗沖擊強(qiáng)度都要求非常高。為保證定子的可靠性，現(xiàn)在選擇合金鑄鐵進(jìn)行生產(chǎn)，合金鑄鐵在實際使用的過程中存在兩方面的制約：1）合金鑄鐵中合金含量很高，若一味的提高其強(qiáng)硬度則抗沖擊強(qiáng)度容易受到限制，在高沖擊環(huán)境下可能脆斷；2）合金鑄鐵定子在實際使用過程中，容易因定子耐磨性較差出現(xiàn)磨損和拉毛的現(xiàn)象，造成助力泵工作時噪音大，甚至造成助力泵的功能失效。

2、因此對于重型卡車用助力泵，在保證其自身強(qiáng)硬度的同時提高其耐磨度和抗沖擊強(qiáng)度就顯得尤為重要。目前急需制備一種高強(qiáng)硬度、高耐磨度、高抗沖擊強(qiáng)度的助力油泵定子。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、1.?要解決的問題

2、針對現(xiàn)有技術(shù)中重型卡車用助力油泵定子耐磨度和抗沖擊強(qiáng)度等綜合性能較差的問題，本發(fā)明提供一種重卡轉(zhuǎn)向助力油泵定子的粉末冶金制造方法。

3、2.?技術(shù)方案

4、為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

5、本發(fā)明的一種重卡轉(zhuǎn)向助力油泵定子的粉末冶金制造方法，其包括如下步驟：

6、（1）制備無定型磷酸鈣粉末；

7、（2）一次壓制：按照無定型磷酸鈣粉末0.8~3.5%、聚乙烯醇（即pva，后文中可用pva簡寫替代）粉末1.2~4%、鉬粉0.5~2%、鎢粉0.3~1.3%、鎳粉1.6~5%、石墨粉0.3~0.8%、硬脂酸鋅0.2~0.7%、二硫化鉬0.5~1%、余量為鐵粉的配比準(zhǔn)備原料并混合均勻，其中各組分之和為100%，送入模具，以10~100mpa的壓強(qiáng)初步壓制成定子毛坯件；

8、在上述步驟中，以相對較小的壓強(qiáng)對各組分組成的混合物進(jìn)行初步壓制，能夠初步獲得同時具有一定粘結(jié)度和孔隙度的定子毛坯件，以便于進(jìn)行后續(xù)步驟的結(jié)晶和壓制等工藝。

9、?（3）一次結(jié)晶：將所述定子毛坯件置于溫度95℃、h2o和n2的混合氣體環(huán)境下放置24小時，使定子毛坯件中的無定型磷酸鈣和聚乙烯醇初步結(jié)晶，其中混合氣體的壓強(qiáng)為101.325kpa、h2o的體積占比至少為10%；

10、在上述步驟中，混合氣體中的h2o在特定的溫度和氣壓下能夠進(jìn)入定子毛坯件的孔隙中促進(jìn)無定型磷酸鈣和聚乙烯醇初步結(jié)晶，其中位于中間部位的pva的結(jié)晶度相對較高，這是由于無定型磷酸鈣可以促進(jìn)pva分子鏈的聚集形成晶體域，而定子毛坯件相對外部的區(qū)域更容易接觸h2o氣體使得pva存在一定的溶脹，結(jié)晶度相對較低。

11、（4）二次壓制：對初步結(jié)晶后的定子毛坯件進(jìn)一步在600~800mpa的壓強(qiáng)下進(jìn)行壓制；

12、在上述步驟中，二次壓制能夠使結(jié)晶度相對較差的部分pva向定子毛坯件內(nèi)部遷移，而位于中間部位結(jié)晶度相對較高的pva和磷酸鈣形成一定的限域空間，在二次壓制過程中其位置和限域空間相對變化較小，這樣使得定子毛坯件從內(nèi)向外形成一種pva組分梯度和結(jié)晶梯度遞減的特性；與此同時，二次壓制相對一次壓制較高的壓強(qiáng)使得定子毛坯件初步定型，便于后續(xù)的二次結(jié)晶和燒結(jié)。

13、（5）二次結(jié)晶：對二次壓制后的定子毛坯件置于溫度95℃、h2o和n2的混合氣體環(huán)境下放置24小時進(jìn)一步結(jié)晶，其中混合氣體的壓強(qiáng)為101.325kpa、h2o的體積占比至少為10%；

14、在上述步驟中，在二次壓制后的應(yīng)變下繼續(xù)結(jié)晶，定子毛坯件從內(nèi)向外遞減的pva結(jié)晶梯度進(jìn)一步確定，同時部分無定型磷酸鈣形成羥基磷灰石。

15、（6）燒結(jié)：將二次結(jié)晶后的定子毛坯件送入還原性氣氛的燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)處理；

16、（7）熱處理：對燒結(jié)后的產(chǎn)品進(jìn)行淬火和回火處理，得到重卡轉(zhuǎn)向助力油泵定子產(chǎn)品。

17、在上述步驟中，高溫?zé)Y(jié)和熱處理不但使得各金屬冶金結(jié)合，同時使得定子毛坯件中的pva碳化，由于中間部位的磷酸鈣和pva形成的限域空間在一定程度上限制了碳化后的碳元素向外擴(kuò)散，因此在燒結(jié)之后，結(jié)晶梯度和組分梯度從內(nèi)向外遞減的pva碳化使得定子產(chǎn)品的碳含量由內(nèi)向外遞減。其中中間碳含量較高的區(qū)域與金屬冶金結(jié)合形成強(qiáng)硬度較高的金屬碳合金相，而且這種強(qiáng)硬度也會因為碳含量的梯度變化呈現(xiàn)出由內(nèi)向外遞減的梯度變化，不會導(dǎo)致強(qiáng)硬度斷崖式變化的問題，這奠定了助力油泵定子產(chǎn)品的整體抗拉強(qiáng)度；而外部碳含量較低的區(qū)域使得油泵定子產(chǎn)品具有一定的韌性，此外，燒結(jié)過程會使得無定型磷酸鈣進(jìn)一步生成羥基磷灰石，這改善了助力油泵定子產(chǎn)品的外部區(qū)域的彈性模量和耐磨性，使其具有優(yōu)異的抗沖擊緩沖能力和耐磨度，從而最終形成一種內(nèi)部強(qiáng)硬度相對較高，外部抗沖擊強(qiáng)度和耐磨度相對較高的助力油泵定子產(chǎn)品。

18、進(jìn)一步地，所述（1）步驟中的無定型磷酸鈣粉末制備方法為：將0.8?g?cacl2·2h2o和0.3?g?mgcl2·6h2o溶解在20?ml超純水中，混合均勻得到溶液a；將0.4?g?na2hpo4·2h2o溶解在20?ml超純水中，混合均勻得到溶液b；將溶液a加入溶液b中，用3?m?naoh溶液將ph值調(diào)節(jié)至11后，通過以8000rpm離心5分鐘收集沉淀物，冷凍干燥16小時獲得無定型磷酸鈣粉末。

19、進(jìn)一步地，所述將溶液a加入溶液b中包括：將溶液a以5ml/min的滴加速度逐漸滴入溶液b中反應(yīng)。

20、在上述步驟中，以5ml/min的滴加速度進(jìn)行滴加反應(yīng)能夠避免生成的磷酸鈣聚集為沉淀，保證后續(xù)無定型磷酸鈣的穩(wěn)定生成。

21、進(jìn)一步地，在所述（2）步驟中，先將無定型磷酸鈣粉末和聚乙烯醇粉末混合均勻得到混合粉末x，再將混合粉末x與其余組分均勻混合后壓制。

22、在上述步驟中，先將無定型磷酸鈣粉末和聚乙烯醇粉末混合均勻能夠先讓兩者充分的機(jī)械耦合，這樣再與其他組分混合時能夠保證無定型磷酸鈣粉末和聚乙烯醇粉末能夠緊密結(jié)合，進(jìn)一步保證中間限域空間的充分形成。

23、進(jìn)一步地，?在所述（3）步驟中，h2o和n2體積比為20%：80%。

24、進(jìn)一步地，在所述（4）步驟中，所述二次壓制的壓強(qiáng)為650mpa。

25、進(jìn)一步地，在所述（5）步驟中，h2o和n2體積比為50%：50%。

26、進(jìn)一步地，在所述（6）步驟中，還原性氣氛為體積比20%氫氣和80%氮?dú)獾幕旌蠚怏w，燒結(jié)爐的燒結(jié)溫度為1100~1200℃，燒結(jié)處理時間為2~5h。

27、進(jìn)一步地，在所述（7）步驟中，所述淬火溫度為990~1120℃，保溫時間為1~3h，油冷至室溫；所述回火溫度為600~720℃，回火處理時間為1~3h。

28、本發(fā)明還保護(hù)一種重卡轉(zhuǎn)向助力油泵定子，該重卡轉(zhuǎn)向助力油泵定子采用上述任意一項所述的制備方法制備得到。

29、3.?有益效果

30、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果為：

31、（1）本發(fā)明的一種重卡轉(zhuǎn)向助力油泵定子的粉末冶金制造方法，制得的助力油泵定子中間碳含量較高的區(qū)域與金屬冶金結(jié)合形成強(qiáng)硬度較高的金屬碳合金相，保證了助力油泵定子產(chǎn)品的整體抗拉強(qiáng)度，外部碳含量較低的區(qū)域使得油泵定子產(chǎn)品具有一定的韌性，同時生成的羥基磷灰石改善了助力油泵定子產(chǎn)品的外部區(qū)域的彈性模量和耐磨性，從而最終形成一種內(nèi)部強(qiáng)硬度相對較高，外部抗沖擊強(qiáng)度和耐磨度相對較高的助力油泵定子產(chǎn)品，該定子產(chǎn)品在極大程度上改善了定子在被沖擊或摩擦過程中脆斷、變形或磨損問題，從而適應(yīng)于重型卡車的油泵定子使用環(huán)境，保證助力泵的穩(wěn)定使用。

32、（2）本發(fā)明的一種重卡轉(zhuǎn)向助力油泵定子，采用本發(fā)明的制備方法得到，具備本發(fā)明的制備方法的一切有益效果。