[發明專利]一種高氣密粉末冶金活塞環材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310317505.6
• 申請日: 2013-07-26
• 公開（公告）號: CN103447521A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 梁立
• 申請（專利權）人: 安慶市德奧特汽車零部件制造有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F5/02;C22C38/56
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明屬于一種粉末冶金技術領域，具體是一種高氣密粉末冶金活塞環材料及其制備方法。

背景技術

活塞環(Piston?Ring)?是用于崁入活塞槽溝內部的金屬環，活塞環分為兩種：壓縮環和機油環。壓縮環可用來密封燃燒室內的可燃混合氣體；機油環則用來刮除汽缸上多余的機油。活塞環是一種具有較大向外擴張變形的金屬彈性環，它被裝配到剖面與其相應的環形槽內。往復和旋轉運動的活塞環，依靠氣體或液體的壓力差，在環外圓面和氣缸以及環和環槽的一個側面之間形成密封。現有活塞環一般采用鑄件加工，然后進行滲鉻、滲氮等處理，生產工藝復雜，成本高，速度慢，不能滿足現有企業的需要。

發明內容

本發明的目的是提供一種高氣密粉末冶金活塞環材料及其制備方法，生產的粉末冶金活塞環具有耐磨性好，氣密性好，長期使用不漏氣，成本紙、速度快的特點。

本發明的技術方案如下：

一種高氣密粉末冶金活塞環材料，其特征在于由下列重量百分比的原料制成：硼3.0-3.2、鉻4.2-4.6、鎳3.9-4.3、銅1.2-1.3、鋁3.1-3.4、硫化錳0.3-0.4、Bi2O30.5-0.8、碳黑2.3-2.5、硬酯酸鋅3.1-3.4、助劑1.2-1.3、鐵余量；

所述的助劑由下列重量份的原料制成：鐵粉3-4、氧化鋅2-3、二氧化鈦1-2、高嶺土粉5-6、氮化鋁粉1-2、硅烷偶聯劑KH550?2-3、異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯1-2、硼化鉻5-6、雙十四碳醇酯1-2、順丁烯二酸酐2-3、二甲基硅油1-2；制備方法是將鐵粉、氧化鋅、二氧化鈦、高嶺土粉、氮化鋁粉放入球磨罐中加水研磨4-5小時，噴霧干燥后，與其它剩余物料混合，研磨2-3小時，分散均勻即可。

所述的高氣密粉末冶金活塞環的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）將各原料在75-85℃下混合研磨60-90分鐘后，裝入模具，575-580Mpa下壓制成坯；

（2）將壓坯放在燒結爐中，以120-140℃/小時速率升溫至450-480℃條件下燒結2-3小時；然后以150-160℃/小時速率升溫至850-890℃條件下燒結1-2小時；再以80-90℃/小時速率升溫至1150-1190℃條件下燒結2-3小時；再以130-140℃/小時速率降溫至340-370℃，保溫2-3小時；

（3）將壓坯送入蒸汽處理爐中，?在500-540℃下蒸汽處理60-90分鐘；取出；

（4）將壓坯放入140-180℃溶劑油中隨冷至室溫；

（5）經過磨削加工即得。

本發明助劑能大大提高各原料成分的分散性，使得各原料分散更均勻，提高了粉末冶金組織的均勻性，同時改善了粉末組織的力學性能，提高了其強度與耐磨性能。

本發明生產的活塞環，可使環的使用性能得到提高，生產工藝簡單，氣密性好，并且無須進行鍍鉻、噴鉬等表面處理。

具體實施方式

一種高氣密粉末冶金活塞環材料，由下列重量百分比的原料制成：硼3.0、鉻4.2、鎳4.3、銅1.2、鋁3.1、硫化錳0.4、Bi2O30.5、碳黑2.3、硬酯酸鋅3.1、助劑1.2、鐵余量；

所述的助劑由下列重量份（公斤）的原料制成：鐵粉4、氧化鋅2、二氧化鈦1、高嶺土粉6、氮化鋁粉2、硅烷偶聯劑KH550?3、異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯2、硼化鉻6、雙十四碳醇酯1、順丁烯二酸酐2、二甲基硅油2；制備方法是將鐵粉、氧化鋅、二氧化鈦、高嶺土粉、氮化鋁粉放入球磨罐中加水研磨4-5小時，噴霧干燥后，與其它剩余物料混合，研磨2-3小時，分散均勻即可。

所述的高氣密粉末冶金活塞環的制備方法，包括以下步驟：

（1）將各原料在80-85℃下混合研磨60-90分鐘后，裝入模具，575-580Mpa下壓制成坯；

（2）將壓坯放在燒結爐中，以120-140℃/小時速率升溫至450-480℃條件下燒結2-3小時；然后以150-160℃/小時速率升溫至850-890℃條件下燒結1-2小時；再以80-90℃/小時速率升溫至1150-1190℃條件下燒結2-3小時；再以130-140℃/小時速率降溫至340-370℃，保溫2-3小時；

（3）將壓坯送入蒸汽處理爐中，?在500-540℃下蒸汽處理60-90分鐘；取出；

（4）將壓坯放入140-180℃溶劑油中隨冷至室溫；

（5）經過磨削加工即得。

本發明樣品經過檢測，活塞環硬度(HRC)達67-69，抗彎強度達1320-1420MPa，沖擊韌性達7.2-8.6J·cm-2。