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運動實現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，其結構和工藝不盡相同。本節僅對軸向柱塞泵關鍵零件的材料及工藝作一簡介。

 (1)技術要求如圖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所有運轉的零件除應具有足夠的強度、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鍵零件的材質、熱處理方式，并提高加工質量，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廠家、不同規格的產品，其選材和加工工藝不盡相同，隨著表面處理技術的不斷完善和發展，液壓泵的用材出現多元化的趨勢。各種傳統熱處理技術與現代表面處理技術的組合，包括對傳統金屬材料進行離子注入、熱噴涂、激光熔敷、電化學鍍、物理化學氣相沉積等，日益顯現出巨大的技術優勢和經濟優勢。另外，其他新型工程材料如工程復合材料和陶瓷材料的應用，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、金相組織穩定的優點。GCr15熱處理后對應力集中敏感，曾發生過柱塞折斷的現象，盡量少用?；蛘咴谏鲜霾牧系谋砻鎳娡炕蛉鄯蟾鞣N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構，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，在轉速n＜1500r/min，壓力p＞20MPa時，一般取為0.01～0.015mm，轉速提高或壓力降低至10MPa以下，則可酌情稍許加大。

    柱塞插入部分開設均壓環槽時，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，且只允許內凹，不允許外凸。