[發明專利]一種粉末冶金活塞環及其制備方法

無效

• 申請號: 201310471948.0
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103537665A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 黃浩
• 申請（專利權）人: 蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/16;B22F5/02;C22C38/12
• 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

本發明涉及粉末冶金領域，特別是一種粉末冶金活塞環及其制備方法。

背景技術

粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結，制取金屬材料、復合材料以及各種類型制品的工業技術。目前，粉末冶金技術已被廣泛應用于交通、機械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業等領域，成為新材料科學中最具發展活力的分支之一。粉末冶金技術具備顯著節能、省材、性能優異、產品精度高且穩定性好等一系列優點，非常適合于大批量生產。另外，部分用傳統鑄造方法和機械加工方法無法制備的材料和復雜零件也可用粉末冶金技術制造，因而備受工業界的重視。粉末冶金結構件制品材料成分不受熔煉限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它結構組分，并且在相當大的范圍內根據要求進行調整，進而在力學性能上能達到與鋼件匹配的效果。

活塞環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。活塞環是燃油發動機內部的核心部件，它和汽缸，活塞，汽缸壁等一起完成燃油氣體的密封常用汽車發動機有柴油和汽油發動機兩種，由于其燃油性能不同，其使用的活塞環也不盡相同，早期的活塞環靠鑄造形成，但隨著技術的進步，鋼制的高功率活塞環誕生，且隨著對發動機功能，環境要求的不斷提高，各種先進的表面處理應用其中，如溶射，電鍍，鍍鉻，氣體氮化，物理沉積，表面涂層，鋅錳系磷化處理等，使活塞環的功能大大提高。

發明內容

本發明的目的是提供一種使用壽命長、成本低、機械性能和密封性能優異的粉末冶金活塞環及其制備方法。

為了實現本發明的目的，本發明通過以下方案實施：

一種粉末冶金活塞環，由下列重量份的原料制成：Ni5.3-5.6、W2.1-2.3、Tm0.45-0.65、GeO₂0.35-0.50、As₄O₆0.2-0.3、碳黑1.0-1.2、硬酯酸鋅2.3-3.1、鐵粉92-94、助劑1-2；

所述助劑由下列重量份的原料制成：鐵粉3-4、氧化鋅1-2、異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯1-2、高嶺土2-3、聚乙烯醇2-3、碳纖維1-2、硫酸亞鐵2-3、三聚磷酸鈉1-2、云母粉3-4、交聯劑?TAIC1-2、硬脂酸鋅1-2。制備方法是將鐵粉、氧化鋅、硫酸亞鐵、三聚磷酸鈉、云母粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950℃下煅燒3-4小時，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70℃，在1200-1500轉/分下攪拌1-2小時，即得。

本發明所述粉末冶金活塞環，由以下具體步驟制成：

（1）將Ni、W、Tm、GeO、As、鐵粉混合，加入適量水中，送入球磨機中球磨，得到250-400目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在12-15Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮氣保護氣氛下600-750℃進行燒結8-10小時，將燒結后的物料粉碎后過200-400目篩；

（2）將其它剩余成分混合均勻；

（3）將步驟（1）、（2）物料在62-66℃下混合攪拌均勻70-90分鐘后，裝入模具，壓制成坯；

（4）將壓坯放在燒結爐中，以8-12℃/分鐘速率升溫至450-550℃條件下燒結1-2小時，再以6-8℃/分鐘速率升溫至800-850℃條件下燒結1.5-2小時;然后以5-7℃/分鐘速率升溫至1050-1150℃條件下燒結2-3小時；空氣中冷卻至室溫即可。

本發明配方合理，制造的活塞環組織致密，微觀結構良好，孔隙很少，結構剛度、硬度、耐疲勞性能、抗拉強度性能優良，而且生產成本，節能降耗，對環境污染小，使用壽命長，提高了生產效率。

具體實施方案

下面通過具體實例對本發明進行詳細說明。

一種粉末冶金活塞環，由下列重量份（公斤）的原料制成：Ni5.3、W2.1、Tm0.45、GeO₂0.35、As₄O₆0.2、碳黑1.0、硬酯酸鋅2.3、鐵粉92、助劑1；