[發明專利]一種粉末冶金汽車發動機連桿及其制備方法

在審

• 申請號: 201310472121.1
• 申請日: 2013-10-11
• 公開（公告）號: CN103537672A
• 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;C22C38/38
• 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汽車發動機連桿及其制備方法。

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。

連桿是汽車發動機中承受應力最大的零件，重量為0.4-1.7kg。德國、日本、美國、等先后在汽車中使用粉末鍛造連桿。例如，美國GKN公司生產Porsche928賽車V-8發動機上使用的高性能粉末鍛造連桿是采用預合金化低合金鋼粉末，其成分為：0.3％-1.4％Mn，0.1％-0.25％Cr，0.2％-0.3％Ni，0.25％-0.35％Mo，并加入石墨使鍛件含碳量達到0.35％-0.45％，且要求連桿桿部截面最薄部分的理論密度達到99.8％以上，抗拉強度達到830-1420MPa。同時，為了進一步提高連桿的疲勞壽命，還對連桿表面進行噴丸硬化處理。?

粉末鍛造連桿的顯微組織均勻，且力學性能優于傳統的模鍛連桿。粉末鍛造工藝特別明顯的改善了連桿的疲勞強度。連桿的粉末鍛造工藝與普通模鍛工藝相比，其生產工序減少，從而使工藝流程縮短。

發明內容

本發明的目的是提供一種一種粉末冶金汽車發動機連桿及其制備方法。

為了實現本發明的目的，本發明通過以下方案實施：

一種粉末冶金汽車發動機連桿，由下列重量份的原料制成：銅2.1-2.3、硫化錳1.1-1.2、石墨0.4-0.6、Mn7.5-8.2、Ti?4.5-5.1、鐵粉78-81、Cr?7.6-8.2、Co?3.5-4.0、助劑2-3；

所述的助劑由下列重量份的原料制成：鐵粉30-40、硫酸鋁3-4、三聚磷酸鉀1-2、天青石粉2-3、秸稈灰燼1-2、硅烷偶聯劑KH550?1-2、二甲基硅油3-4、異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯1-2、氧化鋅2-3；制備方法是將鐵粉、硫酸鋁、三聚磷酸鉀、天青石粉、秸稈灰燼混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶聯劑KH550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汽車發動機連桿，由以下具體步驟制成：

（1）將銅、Mn、Ti、鐵粉、Cr、Co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8-10Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮氣保護氣氛下550-650℃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55-65℃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6-8℃/分鐘速率升溫至800-850℃條件下燒結2-3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；再以再以8-10℃/分鐘速率降溫至420-450℃，保溫2-3小時后，空氣中緩冷至室溫。

本發明添加助劑，使合金粉末分散均勻，保證產品內部組織結構的縱橫均勻度，使產品的疲勞壽命有所提高；本發明制造的連桿組織致密，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；而且生產成本降低，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。

一種粉末冶金汽車發動機連桿，由下列重量份（公斤）的原料制成：銅2.1、硫化錳1.1、石墨0.4、Mn7.5、Ti?4.5、鐵粉78、Cr?7.6、Co?3.5、助劑2；