專利名稱：：一種柱塞泵分油蓋的表面強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化處理工藝，尤其涉及液壓柱塞泵分油蓋的表面強化處理工藝，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，若硬質(zhì)材料與軟質(zhì)材料配對，發(fā)生軟磨硬，其磨損機制主要為磨粒磨損。柱塞泵內(nèi)的與銅合金配對的滲氮處理分油蓋表面通常早期磨損嚴(yán)重，證實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行強化的方法不理想，柱塞泵在臨界工況條件下工作會出現(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)域形成一個強化的表面層。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，鋼經(jīng)滲氮處理后再進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。現(xiàn)有的離子注入工藝一般包括常規(guī)離子注入技術(shù)(國際上簡稱CI)和全方位離子注入技術(shù)(國際上簡稱PS11)。常規(guī)離子注入是通過離子束對工件表面進行視線過程注入；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化處理工藝，該工藝是先將分油蓋表面進行滲氮處理，然后通過對分油蓋表面注入N+離子實現(xiàn)分油蓋的表面強化處理。上述的柱塞泵分油蓋的表面強化處理工藝中，所述對工件表面注入N+離子是先進行N+離子的常規(guī)注入技術(shù)，再進行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)明通過先對柱塞泵分油蓋的表面進行滲氮處理，再注入^離子實現(xiàn)工件的表面強化。本發(fā)明對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、細化多晶層、第二相沉淀等組織強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)明對工件表面注入N+離子是先進行N+離子的常規(guī)注入技術(shù)(C1)，再進行N+離子的全方位注入技術(shù)(PSn)，該表面強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)組合是在申請人通過反復(fù)試驗、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，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。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。實施例。一種柱塞泵分油蓋的表面強化處理工藝，該工藝是先將分油蓋表面進行滲氮處理，然后通過對分油蓋表面注入N+離子實現(xiàn)分油蓋的表面強化處理；注入N+離子是先進行N+離子的常規(guī)離子注入技術(shù)，再進行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、對分油蓋進行精加工；3、對分油蓋進行氣體滲氮(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、對分油蓋表面進行常規(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注入后再次檢測零件注入面的平面度和表面粗糙度應(yīng)符合零件設(shè)計圖紙要求。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)動靶5上隨工件轉(zhuǎn)動靶5轉(zhuǎn)動的工件，對工件6表面進行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通電對連接工件臺9的高壓脈沖10引入電極，熱陰極燈絲11作為離子源實現(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，即分油蓋僅進行滲氮處理，則在臨界工況條件下工作時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、細化多晶層、第二相沉淀等組織強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，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化處理工藝，其特征在于該工藝先將分油蓋表面進行滲氮處理，然后通過對分油蓋表面注入N+離子實現(xiàn)分油蓋的表面強化處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱塞泵分油蓋的表面強化處理工藝，其特征在于所述對工件表面注入N+離子是先進行N+離子的常規(guī)注入技術(shù)，再進行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化處理工藝，該工藝是先將柱塞泵分油蓋進行滲氮處理，然后通過對工件表面注入N+離子實現(xiàn)工件的復(fù)合表面強化處理。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C23C14/48GK101775573SQ20101011864公開日2010年7月14日申請日期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,黃貽先申請人:中航力源液壓股份有限公司