[發明專利]一種用于內嚙合齒輪泵的月牙塊組件及其制備方法

有效

• 申請號: 201310697185.1
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103695701A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 張策;虞拯;翁之旦;陳飛飛
• 申請（專利權）人: 寧波華液機器制造有限公司
• 主分類號: C22C9/04
• 分類號: C22C9/04;F04C2/10;B23P15/00
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(普通合伙) 33243
• 代理人: 張向飛

技術領域

本發明涉及一種用于內嚙合齒輪泵的月牙塊組件及其制備方法，屬于合金材料技術領域。

背景技術

齒輪泵是液壓系統中廣泛采用的一種液壓泵，可分為外嚙合齒輪泵和內嚙合齒輪泵。而內嚙合齒輪泵常用于輸送石油、化工、涂料、染料、食品、油脂、醫藥等行業中的牛頓液體或非牛頓液體，輸送液體的種類可由輕質、揮發性液體，直至重質、粘稠，甚至半固態液體。內嚙合齒輪泵是采用齒輪內嚙合原理，內外齒輪節圓緊靠一邊，另一邊月牙塊隔開。內齒輪軸上的主動齒輪帶動內齒輪同向轉動，在進口處齒輪相互分離形成負壓而吸入液體，在出口處不斷嵌入嚙合形成高壓將液體擠壓輸出。而泵體、內齒圈、月牙塊、齒輪軸是內嚙合齒輪泵中的重要零部件。其中，月牙塊將齒輪軸和內齒圈嚙合運動所形成的工作容腔分隔成高壓腔和低壓腔，形成內嚙合齒輪泵的徑向密封，防止高壓腔的油液泄漏到低壓腔。眾所周知，泵體-內齒圈，內齒圈-月牙塊，齒輪軸-月牙塊等運動副是內嚙合齒輪泵中的主要運動副，也是比較容易發生磨損失效的運動副。泵體、內齒圈、月牙塊、齒輪軸的結構以及材料配對和表面處理工藝等方面的設計，直接影響運動副的摩擦磨損特性和內嚙合齒輪泵的效率與工作壽命。

近年來的研究得出具有月牙塊的內嚙合齒輪泵可通過使用擺線齒形的轉子實現進一步提高效率和增大排出壓力的目的。但是月牙塊長期與齒輪的摩擦導致月牙塊極易摩擦損壞。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述問題，提供一種表面硬度高，尺寸精度高，使用壽命長的用于內嚙合齒輪泵的月牙塊組件。

本發明的上述目的通過如下技術方案實現：一種用于內嚙合齒輪泵的月牙塊組件，所述的月牙塊組件被分為大月牙塊與小月牙塊，所述的大月牙塊內圓柱表面與內嚙合齒輪泵的齒輪軸外圓面接觸，小月牙塊外圓柱表面與內嚙合齒輪泵的的內齒圈內圓柱面接觸，大月牙塊與小月牙塊的接觸表面之間還設置有定位銷。

在上述用于內嚙合齒輪泵的月牙塊組件中，其特征在于，所述的大月牙塊和小月牙塊由以下重量百分比的成分制成：銅（Cu）：60%-63%，鉛（Pb）：0.5-1.0%，錳（Mn）：2.5%-3.0%，硅（Si）：0.8%-1.5%，鎳（Ni）：≤0.3%，鐵（Fe）：≤0.5%，余量為鋅（Zn）。

本發明通過合理地選擇月牙塊組件即大月牙塊和小月牙塊的各成分及重量百分比，使配伍更加合理，從而提高月牙塊組件的硬度、精度、韌性及其他各種性能，進而提高月牙塊組件的使用壽命。

Mn比Zn的當量系數小，只有0.5，對月牙塊組件的合金組織影響不大。但Mn固溶Cu中，在錳黃銅中加入少量Mn即可使月牙塊合金的強度得到顯著的提高。但在低于375℃的溫度下，過量的Mn在Cu中的固溶度下降，析出富Mn的ζ相，固溶強化效果不佳，因此本發明將月牙塊組件中的Mn含量控制在2.5%-3.0%，可使月牙塊組件具有較好的綜合性能，尤其具有較好的強度、硬度。

Fe在α相中的溶解度只有0.1%，在（α+β）二相組織中的溶解度亦只有0.2%，當Mn、Ni和Al與Fe共存時，Fe在Cu中的溶解度可增大。當合金中的含Fe量超過其溶解度之后，在結晶時Fe在高溫下首先析出作為結晶核心，從而細化晶粒，提高合金性能。同時，固溶于Cu中的部分Fe起到固溶強化作用。此外，Fe還能防止合金中富Mn的ζ相析出。但是，過高的Fe含量，會使富鐵相的量過多，且在晶界聚集與粗化，使月牙塊組件的力學性能惡化，耐蝕性能降低。因此，本發明將月牙塊組件中的Fe含量控制在0.5%以內。

鎳與銅能形成連續固溶體，顯著擴大α相區，在月牙塊組件中加入鎳可顯著提高合金在大氣、海水中的耐蝕性。鎳還能提高合金的再結晶溫度，促使形成更細的晶粒。

鉛實際不溶于銅，呈游離質點狀態分布在晶界上。將鉛加入合金中按其組織有α和（α+β）兩種。α鉛黃銅由于鉛的有害作用較大，高溫塑性很低，故只能進行冷變形或熱擠壓。（α+β）鉛黃銅在高溫下具有較好的塑性，可進行鍛造。

作為優選，所述的大月牙塊和小月牙塊由以下重量百分比的成分制成：銅（Cu）：62%，鉛（Pb）：0.8%，錳（Mn）：2.8%，硅（Si）：1.2%，鎳（Ni）：0.2%，鐵（Fe）：0.4%，余量為鋅（Zn）。

作為優選，所述的大月牙塊和小月牙塊由以下重量百分比的成分制成：銅（Cu）：63%，鉛（Pb）：0.5%，錳（Mn）：3.0%，硅（Si）：0.8%%，鎳（Ni）：0.2%，鐵（Fe）：0.3%，余量為鋅（Zn）。