液压旋转机械及液压旋转机械的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能够使缸体与活塞的滑动面的耐磨性及润滑性进一步提高的液压旋转机械及其制造方法。液压旋转机械(1)由壳体(2)、旋转轴(3)、缸体(4)、各活塞(5)、滑瓦(6)、斜板(7)、以及阀板(8)等构成。在穿设于缸体(4)上的缸孔(15)与穿设于缸体(4)上的缸孔(15)中的、成为与活塞(5)的滑动面的表面侧上形成氮扩散层(30)和氮化合物层(31)，该氮扩散层(30)形成在缸体(4)的由钢铁材料构成的母材(34)侧，该氮化合物层(31)形成在该氮扩散层(30)上，然后，将氮扩散层(30)及氮化合物层(31)的表面侧的一部分除去，形成氮化合物层(31)被除去而露出的氮扩散层(30)、和在凹面内部残留有氮化合物层的凹形状的氮化合物层(32)。

【技术实现步骤摘要】
液压旋转机械及液压旋转机械的制造方法
本专利技术涉及液压泵和液压马达等的液压旋转机械及其制造方法，更具体地说，涉及一种与构成液压旋转机械的缸体中的缸孔(cylinderbore、缸膛)和活塞的滑动部分有关的液压旋转机械及其制造方法。
技术介绍
以液压泵和液压马达为代表的液压驱动机器由很多滑动部件构成。它们的滑动面根据因高滑动面压力而造成的润滑油膜断裂、因控制液压的变动而造成的滑动接触状态的不稳定化等的影响，而具有滑动面彼此之间产生烧结和一部分异常磨损等的风险。因此，构成滑动部的滑动部件几乎都是由钢铁材料制造的。尤其是，作为液压泵、液压马达等液压驱动机器的代表性构成部件的、缸体的缸孔的滑动面，因基于与作为滑动对象的活塞的不全面接触而进行的滑动，所以特别容易发生磨损和烧结现象，强烈希望这种情况能够得到改善。在专利文献1中，为了防止在缸孔的滑动面上因活塞的不全面接触而在高表面压力滑动接触部位上产生磨损，相对于通过切削加工而粗加工形成的作为缸体及其滑动面的缸孔实施渗氮热处理，以提高其滑动面硬度，而且为了实现与活塞部件的μm级的嵌合精度，在精磨工序中将通过渗氮热处理形成的氮化合物层除去而精加工。另外，已知有在缸孔的滑动面上设置滑动性烧结型铜合金套管，来避免因烧结而造成的两滑动面的粘合的方法(例如参照专利文献2)、和通过切削加工和激光加工来形成槽或凹痕等的凹形状并将其作为油槽而发挥作用，由此防止油膜断裂的方法(例如参照专利文献3)等。在先技术文献专利文献1：日本特开平6-159230号公报专利文献2：日本特开平10-196552号公报专利文献3：日本特开2010-196612号公报但是，在专利文献1中具有如下问题：由于缸孔的滑动面是平滑的面，所以在其与活塞的高表面压力接触点上，润滑油膜在缸孔与活塞之间会被截断，因此，会产生基于缸孔与活塞固体接触而发生的磨损和烧结现象。另外，在专利文献2中具有如下问题：由于需要对用于烧结铜合金的铜合金成分和烧结工序中的冷却温度管理严格地进行管理，所以，除了制造工序变得复杂外，由于铜合金材料价格高，所以会导致成本大幅度提高。另外，在专利文献3中具有如下问题：为了相对于如缸体的缸孔那样的形状进行凹形状加工，工件的找位和加工工具的加工轨迹会变得复杂，因此，需要高价的多轴加工设备，且加工时间会变长。而且，在凹形状因滑动而磨损了的情况下，与平滑磨削面的情况相同地，会发生由于油膜断裂而造成的烧结。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种能够使缸孔与活塞的滑动面的耐磨性及润滑性进一步提高的液压旋转机械及其制造方法。为了达成上述目的，第一专利技术提供一种液压旋转机械，包括：筒状的壳体；能够旋转地设置在壳体内的旋转轴；缸体，以与该旋转轴一体旋转的方式设置在所述壳体内，且以在圆周方向上分离的方式穿设有沿轴方向延伸的多个缸孔；以能够往复运动的方式插嵌在缸体的各缸孔内的多个活塞；和阀板，位于所述缸体与所述壳体之间而设置在所述壳体内，且形成有与所述各缸孔连通的供排口，所述液压旋转机械的特征在于，在所述缸孔和所述活塞滑动的滑动面的任意一方的至少一部分表面上具有：氮扩散层，所述氮扩散层形成在所述缸孔和所述活塞的至少一方的母材侧，且其表面侧的一部分被除去而在所述滑动面侧露出；和氮化合物层，所述氮化合物层形成在该氮扩散层上，且在表面侧具有凹形状。根据该第一专利技术，与单纯在氮扩散层上形成微小凹形状的情况相比，即使在高表面压力滑动环境下，通过残留在凹形状的凹部分内的硬质的氮化合物层的存在，也能够使发挥油槽效果的凹形状部不易磨损，能够更长时间地防止油膜断裂。因此，与以往的液压旋转机械相比，能够抑制润滑油膜在缸孔与活塞的滑动面上被截断，能够谋求耐磨性及润滑性能的进一步提高，并能实现液压旋转机械的长寿命化。另外，为了达成上述目的，第二专利技术提供一种液压旋转机械的制造方法，所述液压旋转机械包括：筒状的壳体；能够旋转地设置在壳体内的旋转轴；缸体，以与该旋转轴一体旋转的方式设置在所述壳体内，且以在圆周方向上分离的方式穿设有沿轴方向延伸的多个缸孔；以能够往复运动的方式插嵌在缸体的各缸孔内的多个活塞；和阀板，位于所述缸体与所述壳体之间而设置在所述壳体内，且形成有与所述各缸孔连通的供排口，所述制造方法的特征在于，具有：在所述缸孔和所述活塞的至少任意一方的母材的至少一部分表面上，通过压缩塑性加工而形成凹形状的工序；通过实施渗氮表面处理，在形成有所述凹形状的表面上形成氮化合物层的工序；和通过切削或磨削加工而将所述氮化合物层的一部分除去的工序，使在所述压缩塑性加工工序中形成的所述凹形状的深度成为，与通过所述渗氮表面处理形成的氮化合物层的厚度相比更厚的深度，使所述氮化合物层的除去深度成为，不超过所述凹形状深度的厚度。根据该第二专利技术，通过使发挥油槽效果的凹形状具有氮化合物层，而能够形成不易磨损且能更长时间地防止油膜断裂的滑动面结构，并能够谋求耐磨性及润滑性能的提高。另外，由于能够用于形成凹形状的方法为压缩塑性加工，所以与切削加工和激光加工的情况相比，在加工后的表面上减少毛刺和喷溅等异常突起，还能通过简单的加工装置和工具以短时间形成凹形状。进一步地，由于在压缩塑性加工工序中形成的凹形状的深度超过通过后工序即渗氮表面处理而形成的氮化合物层的厚度，且通过切削或磨削形成的氮化合物层的除去深度超过氮化合物层的厚度，且不超过凹形状深度，所以，能够实现缸孔内径与活塞外形的嵌合精度，并且能够形成具有高耐磨性的油槽形状，还能进一步提高润滑性能。另外，第三专利技术是在第二专利技术中，作为所述压缩塑性加工，使用使硬质颗粒以高速向所述表面撞击的喷丸处理或喷丸硬化。根据该第三专利技术，能够使用比通过切削加工和激光加工进行的凹形状形成工序更简单的设备以短时间进行加工。另外，第四专利技术是在第二专利技术中，作为所述压缩塑性加工，使用将具有凸形状的碾压模具按压至所述表面上的碾压压缩加工。根据该第四专利技术，如基于硬质颗粒的高速撞击而进行的加工那样地，不会发生硬质颗粒在被加工面即缸孔的滑动面上静电附着残留和嵌入残留的情况，在实施后工序的渗氮表面处理时，也能使表面均匀地硬化。另外，第五专利技术是在第四专利技术中，所使用的所述碾压模具具有，相对于所述活塞的往复运动方向而具有各向异性的凸形状。根据该第五专利技术，通过形成具有各向异性的凹形状，能够在凹形状中以与活塞的运动方向配合地产生油的流动，同时能够进行顺畅的活塞的往复运动。专利技术效果根据本专利技术的液压旋转机械，与以往相比，能够使液压旋转机械中的缸孔与活塞的滑动面的耐磨性及润滑性进一步提高，因此，能够谋求液压旋转机械的长寿命化。另外，根据本专利技术的液压旋转机械的制造方法，与以往相比，能够使液压旋转机械中的缸孔与活塞的滑动面的耐磨性及润滑性进一步提高，因此，能够制造谋求长寿命化的液压旋转机械。附图说明图1是本专利技术的液压旋转机械的第一实施方式的纵剖视图。图2表示构成图1所示的本专利技术的液压旋转机械的第一实施方式的缸体的制造工序，图2(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图2(b)是放大表示图2(a)的A部的剖视图。图3表示构成本专利技术的液压旋转机械的第一实施方式的缸体的制造工序，图3(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图3(b)是放大表示图3(a)的A部的剖视图。图4表示构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液压旋转机械，包括：筒状的壳体；能够旋转地设置在壳体内的旋转轴；缸体，以与该旋转轴一体旋转的方式设置在所述壳体内，且以在圆周方向上分离的方式穿设有沿轴方向延伸的多个缸孔；以能够往复运动的方式插嵌在缸体的各缸孔内的多个活塞；和阀板，位于所述缸体与所述壳体之间而设置在所述壳体内，且形成有与所述各缸孔连通的供排口，所述液压旋转机械的特征在于，在所述缸孔和所述活塞滑动的滑动面的任意一方的至少一部分表面上具有：氮扩散层，所述氮扩散层形成在所述缸孔和所述活塞的至少一方的母材侧，且其表面侧的一部分被除去而在所述滑动面侧露出；和氮化合物层，所述氮化合物层形成在该氮扩散层上，且在表面侧具有凹形状。

【技术特征摘要】
2012.03.08 JP 2012-0523521.一种液压旋转机械，包括：筒状的壳体；能够旋转地设置在壳体内的旋转轴；缸体，以与该旋转轴一体旋转的方式设置在所述壳体内，且以在圆周方向上分离的方式穿设有沿轴方向延伸的多个缸孔；以能够往复运动的方式插嵌在缸体的各缸孔内的多个活塞；和阀板，位于所述缸体与所述壳体之间而设置在所述壳体内，且形成有与所述各缸孔连通的供排口，所述液压旋转机械的特征在于，在所述缸孔和所述活塞滑动的滑动面的任意一方的至少一部分表面上具有：氮扩散层，所述氮扩散层形成在所述缸孔和所述活塞的至少一方的母材侧，且其表面侧的一部分被除去而在所述滑动面侧露出；和氮化合物层，所述氮化合物层形成在该氮扩散层上，且在表面侧具有凹形状。2.一种液压旋转机械的制造方法，所述液压旋转机械包括：筒状的壳体；能够旋转地设置在壳体内的旋转轴；缸体，以与该旋转轴一体旋转的方式设置在所述壳体内，且以在圆周方向上分离的方式穿设有沿轴方向延伸的多个缸孔；以能够往复运动的方式插嵌在缸体的各缸孔内的多个活塞；和阀板，位于所述缸体与所述壳体之间而设置在所述壳体内，且...

【专利技术属性】
技术研发人员：小林修一，
申请(专利权)人：日立建机株式会社，
类型：发明
国别省市：