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1、(10)申请公布号 CN 102251144 A (43)申请公布日 2011.11.23 CN 102251144 A *CN102251144A* (21)申请号 201110202785.7 (22)申请日 2011.07.20 C22C 9/08(2006.01) B22F 7/04(2006.01) E02F 9/22(2006.01) (71)申请人 龙工 （上海） 桥箱有限公司 地址 201612 上海市松江区新桥镇民益路 26 号 申请人 龙工 （福建） 挖掘机有限公司 (72)发明人 陈超 汪锋 余红波 李美钗 (74)专利代理机构 上海申汇专利代理有限公司 31001 代理。
2、人 翁若莹 (54) 发明名称 一种高强度高耐磨配流盘及其制备方法 (57) 摘要 本发明提供了一种高强度高耐磨配流盘及 其制备方法。所述的高强度高耐磨配流盘， 包括 铁基板， 其特征在于， 所述的铁基板上依次形成 有电镀铜层和铜合金烧结层， 所述的铜合金烧结 层 由 ： Zn0.125 0.145%、 Pb13 15%、 Sn5 7%、 Fe0.4 0.6%、 Si0.25 0.28%、 Se0.07 0.1%、 P0.007 0.009%、 Ag0.0035 0.0038%、 Cr0.004 0.006%、 S0.05 0.07%、 As0.1 0.2%、 Bi0.03 0.04% 等原料。
3、制成。本发明具有 好的强度和耐磨性。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 CN 102251147 A1/1 页 2 1. 一种高强度高耐磨配流盘， 包括铁基板， 其特征在于， 所述的铁基板上依次形成有 电镀铜层和铜合金烧结层， 所述的铜合金烧结层由以下以重量百分比计的原料制成 ： Zn 0.125 0.145%、 Pb 13 15%、 Sn 5 7%、 Fe 0.4 0.6%、 Si 0.25 0.28%、 Se 0.07 0.1%、 P 0.007 0.009%、 Ag 0.0035 0.0038%、 Cr。
4、 0.004 0.006%、 S 0.05 0.07%、 As 0.1 0.2%、 Bi 0.03 0.04%、 Al 0.002 0.004%、 Au 0.004 0.005%、 Zr 0.009 0.011%、 B 0.0001 0.0003%、 C 0.07 0.10%、 Nb 0.0007 0.0009%、 Ti 0.006 0.008%、 Mn2ppm、 Be2ppm、 Sb3ppm、 Co2ppm、 Pt2ppm 以及 Cu 余量。 2. 如权利要求 1 所述的高强度高耐磨配流盘， 其特征在于， 所述的铁基板的材料为 S45C。 3. 权利要求 1 所述的高强度高耐磨配流盘的制备方。
5、法， 其特征在于， 具体步骤为 ： 将铁 基板加工成所需形状， 采用常规的镀铜方法在铁基板的待烧结面上形成的电镀铜层， 将铜 合金烧结层的各种原料混合， 搅拌均匀， 压成与铁基板具有相同横截面形状的压块， 将其置 于电镀铜层上， 送入烧结炉中进行烧结， 冷却即可得到高强度高耐磨配流盘。 4. 如权利要求 3 所述的高强度高耐磨配流盘的制备方法， 其特征在于， 所述的电镀铜 层的厚度为 0.03 0.05mm。 5. 如权利要求 3 所述的高强度高耐磨配流盘的制备方法， 其特征在于， 所述的压块的 厚度为 1.2 1.5mm。 6. 如权利要求 3 所述的高强度高耐磨配流盘的制备方法， 其特征在。
6、于， 所述的烧结的 条件为 ： 温度为 800 10， 压力为 2 吨， 烧结时间为 4 个小时。 7. 如权利要求 3 所述的高强度高耐磨配流盘的制备方法， 其特征在于， 所述的冷却过 程为 ： 先随炉温冷却到 200， 取出来室温空冷。 权 利 要 求 书 CN 102251144 A CN 102251147 A1/3 页 3 一种高强度高耐磨配流盘及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及配流盘与缸体摩擦副中配流盘的新材料及其制备方法， 属于挖掘机配 件技术领域。 背景技术 0002 各种类型的挖掘机机械广泛应用于民用， 交通运输、 水利工程、 矿山采掘以及现代 军事工程的机械化施工。
7、。单斗液压挖掘机主要是由工作装置 （包括动臂、 斗杆和铲斗） 、 回转 和行走机构组成。 对于履带式液压挖掘机， 其行走机构是通过两个液压马达来驱动的， 无支 腿装置。 在轴向柱塞行走马达中， 旋转的缸体和配流盘所构成的配流机构是一对摩擦副。 为 了使其在所要求的工况下稳定工作， 它不仅应该能承受巨大的压紧力， 而且应具有密封作 用和润滑作用。为了改善摩擦副， 特别是配流盘过早磨损和烧伤， 延长摩擦副使用寿命， 丞 待研究开发抗咬合性好且高耐磨性的新材料来制造配流盘。 0003 目前市场上的配流盘使用材料大多为纯铜或双合金烧结材料， 其中双合金烧结材 料又由金属铜 （铜含量 85%)、 少数微。
8、量元素 （Mn、 C、 Si 和 Fe 等） 和铁基材料烧结而成。但 是使用纯铜的材料， 相应抗塑性变形的能力就比较差， 同时抵制外来磨粒嵌入的能力也相 对要低。因此使用纯铜材料的配流盘， 在运动时发生变形， 非常容易造成过早的 “粘铜” 而 磨损。双合金烧结材料相比来说， 变形会相对好些， 因为其含有铁基材料， 但是上面的铜合 金层由于还有大量的铜， 硬度和强度还是不够， 还是比较容易 “粘铜” 的。 发明内容 0004 本发明的目的是提供一种具有高强度、 高耐磨性和较好的抗咬合性的配流盘及其 制备方法， 避免轴向柱塞行走马达中配流盘与缸体两个配合摩擦副过早磨损和烧伤。 0005 为了实现上。
9、述目的， 本发明提供了一种高强度高耐磨配流盘， 包括铁基板， 其特 征在于， 所述的铁基板上依次形成有电镀铜层和铜合金烧结层， 所述的铜合金烧结层由以 下以重量百分比计的原料制成 ： Zn 0.125 0.145%、 Pb 13 15%、 Sn 5 7%、 Fe 0.4 0.6%、 Si 0.25 0.28%、 Se 0.07 0.1%、 P 0.007 0.009%、 Ag 0.0035 0.0038%、 Cr 0.004 0.006%、 S 0.05 0.07%、 As 0.1 0.2%、 Bi 0.03 0.04%、 Al 0.002 0.004%、 Au 0.004 0.005%、 Z。
10、r 0.009 0.011%、 B 0.0001 0.0003%、 C 0.07 0.10%、 Nb 0.0007 0.0009%、 Ti 0.006 0.008%、 Mn2ppm、 Be2ppm、 Sb3ppm、 Co2ppm、 Pt2ppm 以 及 Cu 余量。 0006 优选地， 所述的铁基板的材料为 S45C。 0007 本发明还提供了上述高强度高耐磨配流盘的制备方法， 其特征在于， 具体步骤为 ： 将铁基板加工成所需形状， 采用常规的镀铜方法在铁基板的待烧结面上形成的电镀铜层， 将铜合金烧结层的各种原料混合， 搅拌均匀， 压成与铁基板具有相同横截面形状的压块， 将 其置于电镀铜层上，。
11、 送入烧结炉中进行烧结， 冷却即可得到高强度高耐磨配流盘。 0008 优选地， 所述的电镀铜层的厚度为 0.03 0.05mm。 说 明 书 CN 102251144 A CN 102251147 A2/3 页 4 0009 优选地， 所述的压块的厚度为 1.2 1.5mm。 0010 优选地， 所述的烧结的条件为 ： 温度为80010， 压力为2吨， 烧结时间为4个 小时。 0011 优选地， 所述的冷却过程为 ： 先随炉温冷却到 200， 取出来室温空冷。 0012 本发明的优点是， 添加了铜元素以外的合金元素能形成硬质相， 使材料具有好的 强度和耐磨性。这样铁基和合金烧结的结合力能达到理。
12、想的设计要求， 且这样成分的配流 盘和缸体配合， 在其他工艺条件保证的情况下， 能从根本上解决摩擦副过早磨损和烧伤的 问题。 具体实施方式 0013 下面结合实施例来具体说明本发明。 0014 实施例 1 一种高强度高耐磨配流盘， 包括铁基板， 所述的铁基板上依次形成有电镀铜层和铜合 金烧结层， 所述的铜合金烧结层由以下以重量百分比计的原料制成 ： Zn 0.135%、 Pb 14%、 Sn 6%、 Fe 0.5%、 Si 0.26%、 Se 0.085%、 P 0.008%、 Ag 0.00365%、 Cr 0.005%、 S 0.06%、 As 0.15%、 Bi 0.035%、 Al 0。
13、.003%、 Au 0.0045%、 Zr 0.010%、 B 0.0002%、 C 0.085%、 Nb 0.0008%、 Ti 0.007%、 Mn 1ppm、 Be 1ppm、 Sb 2ppm、 Co 1ppm、 Pt 1ppm 以及 Cu 余量。 0015 其制备方法为 ： 1、 制备铁基板， 采购材料为 S45C 的铁基体钢板或圆钢进行机加 工， 一般加工成到圆饼状， 厚度根据零件最终厚度而定。 加工后要求需进行烧结的那面平面 度 0.05mm， 粗糙度 （光洁度） 在 1.6 3.2 之间。2、 制备电镀铜层， 这是由于固态铁和液 态铜之间的热力学亲和力较大， 故需要此电镀工序。 。
14、具体操作是 ： 将机加工好的铁基体清洗 干净， 在烧结面表面电镀一层铜 （要求铜粉末粒度为 200 目） ， 电镀铜的厚度在 0.04mm， 电镀 层不得有起皮起皱现象 ； 3、 制备铜合金层， 此合金层需要烧结工艺来实现。 由上表中以重量 份计的各元素组成， 要求各粉末粒度均为 200 目。该组合物的制备首先需要经混料搅拌机 搅拌均匀后， 用 20 吨左右的压力机压成厚度为 1.35mm， 直径与铁基板相同的圆饼。将压好 合金铜层履盖在铁基板的烧结面， 合金面朝上地装入烧结炉。烧结炉顶部以重力形式加压 2 吨。烧结炉加温到 800 10， 保温 4 个小时， 然后随炉温冷却， 冷却到 200。
15、时取出来 室温空冷， 烧结工作即算完成。 0016 新配方配流盘性能与其它配方配流盘性能对比 ： 将如上制备方法烧结出来的配流盘与传统工艺 （包括纯铜和传统双合金烧结材料） 制 作的配流盘毛坯进行机加工后， 分别测量厚度 （两者厚度相差值在0.1mm内） 和平面度 （设计 要求 3 5um， 选择平面度均为 3um 的进行试验） 。 0017 然后先后装到同一台行走马达 （试验顺序是纯铜制作的配流盘组、 本发明制备方 法烧结出来的配流盘组和传统的双合金烧结制作的配流盘组， 每组包括 5 个样品） ， 在试验 台位上进行50小时运转后再装到同一台挖掘机整机上进行200小时强化试验， 试验前后得 出如下试验数据 ： 说 明 书 CN 102251144 A CN 102251147 A3/3 页 5 经过试验证明， 本发明的配流盘加入铜以外的合金元素能形成硬质相， 使材料具有更 好的强度和耐磨性， 且不影响马达的性能。 说 明 书 CN 102251144 A 。