[發明專利]一種以中碳鉻GCr15鋼為材料的柱塞的加工成形制造方法

無效

• 申請號: 201210035339.6
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN102534385A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 胡春濤
• 申請（專利權）人: 無錫市萬邦機械制造廠
• 主分類號: C22C38/18
• 分類號: C22C38/18;C21D1/28;B22F3/16;B23P15/00
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 馮鐵惠

技術領域

本發明屬于粉末冶金領域，涉及材料及其柱塞。尤其是一種以中碳鉻GCr15鋼為材料的柱塞的加工成形制造方法。

背景技術

現有柱塞是金屬、實芯結構，由于軸的工作表面為金屬材質，所以長時間工作在液體環境中，軸的表面極容易受到磨損和腐蝕，這種情況大大影響柱塞的工作效率和產品質量。各行業液壓設備所使用的液壓柱塞缸用柱塞一般為實心黑色金屬，鑄鐵柱塞表面硬度低，不耐磨，使用期間容易在其表面出現劃傷；隨著科學技術進步，盡管采用一些防腐蝕的辦法如在金屬軸表面噴涂或涂鍍材料，但由于只在金屬軸表現涂覆一層非金屬材料，非金屬涂層只是通過噴涂的方法涂覆在金屬軸的表面，這樣不但要求噴涂的非金屬材料不能過厚，并且非金屬涂層與金屬軸之間的連接不牢固而脫離，軸在工作的時候很容易將非金屬涂層摩掉，所以這種軸的防腐蝕和耐磨的效果并不理想，有的甚至工作一個月左右就得更換一次軸，這即增加了勞動強度，又增加了成本消耗，造成了人力物力的浪費，降低了工作效率。現有的柱塞一般靠沖壓一次成型，其柱塞體所用材料大，成本高.特別是磨損后的柱塞需要整體更換，因此造成材料浪費。球墨鑄鐵柱塞性能雖有一定改善，也無法根本解決問題。以上幾種材質的柱塞均存在重量重，材料浪費嚴重和成本高等缺點。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明為了解決上述問題，設計了一種中碳鉻GCr15鋼為材料的柱塞的加工成形制造方法。

本發明設計了一種以碳鉻GCr15鋼為材料的柱塞的加工成形制造方法，該柱塞材料主要包括了下列元素的百分比含量：Sn?0.1％-0.2％，Mn?0.41％-0.56％，C?0.8％-1.0％，Si?2％-3％，Cr?0.4％-0.7％，S＜0.03％，P0.01％-0.02％，優選Sn0.12％-0.19％，Mn?0.45％-0.50％，C?0.9％-0.95％，Si?2.1％-2.8％，Cr?0.53％-0.64％，S＜0.03％，P?0.01％-0.02％，其特征在于采用了下列的加工工藝：(1)對用于制坯料的棒料進行正火處理，即將其加熱到940-980℃，保溫3-5h使得鋼材的組織完全奧氏體化虎撲在空氣中均勻冷卻。(2)采用氣相冷凝法制得粉料，對粉末進行預處理，首先對粉末進行退火處理，退火溫度為260-280℃，之后對粉末原料進行篩分，將各種粉末進行均勻混合，采用粉末注射成形法壓制工件，即將粒度為0.5-20μm的細粉與粘結劑均勻混合成為具有良好流變性的膏狀注射料，用注射成形機注入模腔，所加壓力為15-25Mp，(3)對壓制成型的活塞桿坯料進行燒結，燒結溫度為：1050-1200℃，燒結時間為：0.5-2h，燒結氣氛為真空。在燒結結束時通入通入氫氣且加壓8-10Mp，在空氣中緩慢冷卻，(4)對粉末成形的活塞桿進行完全退火處理，將其加熱到930-950℃，保溫4-6h，爐中緩慢冷卻到600℃，再快速空冷，(5)對退火后的柱塞進行粗加工，加工余量為2.2-1.4mm，在進行精車，在車削時要加跟刀架，避免零件變形，加工精度為IT7-IT8，粗精車分開進行保證了零件的精度要求，柱塞心部孔采用鏜削加工，粗精加工分開進行，(6)將經過精加工的活塞進行鹽浴淬火，將其加熱到750-820℃后保溫1-2h在鹽水中快速冷卻，清洗后在加入干冰的保溫箱中保溫1-2h，保溫溫度為-60--80℃，在空氣中回復到室溫，立即進行低溫回火，回火溫度為：150-250℃，保溫2-4h，空冷。硬度為58-60HRC，(7)進行滲氮處理，采用離子滲氮法，即在滲氮爐中通入氮氣，使其電離，氫、氮離子高速沖擊零件表面，滲氮深度為0.1-0.2mm，(8)對兩件端面研磨處理后熱浸油，溫度為160-200℃。

本發明優點為首先都鋼料進行正火處理，使得在制坯前調整了鋼坯的硬度，細化了組織并且網狀碳化物消除并且通過上述工藝得到的柱塞組織致密、耐磨損、重量輕、成本低，可節約大量原材料，特別是對大型柱塞節約材料尤為明顯。對配置的粉料進行退火處理，不僅降低了雜質的含量，提高粉末純度，同時消除了粉末在加工過程中的加工硬化，提高了粉末的壓縮性。對退火后的粉料進行篩分，混合，使性能不能的組元均勻和混以利于壓制和燒結狀態的一致性。通過制粒過程，改善了粉末的流動性和穩定性，為壓制做好了準備。該制造方法制得的活塞桿在高溫高壓下不變形，不僅表面硬度高耐磨性好且抗彎曲能力強，疲勞輕度高，而且心部韌性好，使用壽命長，工作可靠性高，由于坯料采用粉末冶金制得，因此耐高溫性好。

具體實施方式

實施例一