[發明專利]一種高強度活塞銷孔襯套的制備方法

有效

• 申請號: 202010908396.5
• 申請日: 2020-09-02
• 公開（公告）號: CN114196844B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 洪曉露;徐恒秋;黃濤;郭亞明;彭銀江;徐英;陳大輝;朱鴻磊;張將;劉永強;侯林沖
• 申請（專利權）人: 中國兵器科學研究院寧波分院;長春設備工藝研究所
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C9/04;B22D11/045;C22F1/08;B21D22/16
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

一種高強度活塞銷孔襯套的制備方法，步驟：按重量百分比28.5～33.5％Zn，1.5～2.5％Mn，0.8～1.5％Al，0.6～1.2％Ni，0.7～1.3％Si，其余為Cu，進行配料。銅、鋅、鋁、硅以純銅、純鋅、純鋁和純硅形式加入，錳和鎳以CuMn30銅錳中間合金和CuNi15銅鎳中間合金形式加入；將純銅、純鋅、純鋁、純硅、銅錳合金和銅鎳合金加入熔煉爐中熔化，充分攪拌；將熔煉后的銅液進行水平連鑄，得到粗錠坯；將水平連鑄后得到的銅管錠坯作為旋壓毛坯，采用反旋方式進行旋壓，旋輪采用一對雙錐面式旋輪錯距安裝，芯模與旋輪間隙為4～8mm，進給比為0.5～1mm/r，溫度為150～250℃；機械加工。本發明的制備方法工序簡單、易操作，制備的活塞銷孔襯套強度高、成本低，可滿足活塞銷座部位的使用要求，提高其抗疲勞性能，有效避免銷座失效現象。

技術領域

本發明涉及一種活塞銷孔襯套的制備方法，尤其涉及一種高強度活塞銷孔襯套的制備方法。

背景技術

活塞銷孔襯套是發動機的關鍵零部件之一，以過盈配合方式鑲于活塞銷孔，與活塞銷為間隙配合，用于降低活塞銷孔表面接觸應力，提高銷孔工作的可靠性。由于在高溫運行過程中還要不斷承受高頻交變應力，襯套的工作條件極為惡劣。因此，襯套材料需要有良好硬度、強度及抗疲勞性能。

目前，國內發動機活塞銷孔襯套主要采用錫青銅、磷青銅等銅合金，價格較為昂貴，成形方式多為實心棒料機加或鍛壓后機加，材料利用率低，能耗大，生產成本較高。且所制備的活塞襯套性能常溫抗拉強度在540MPa，布氏硬度在170HB左右，與國外進口活塞襯套存在較大差距。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種高強度活塞銷孔襯套的制備方法，具有工藝簡單、易操作、成本低、材料利用率高的特點，制備的活塞銷孔襯套強度高、不易開裂。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種高強度活塞銷孔襯套的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)配料：選擇硅黃銅作為襯套材料，按重量百分比28.5～33.5％Zn，1.5～2.5％Mn，0.8～1.5％Al，0.6～1.2％Ni，0.7～1.3％Si，其余為Cu，進行配料；

2)熔煉：將各種配料加入熔煉爐中熔化，并充分攪拌均勻；

3)水平連鑄：將熔煉后的銅液進行水平連鑄，得到外徑50～60mm，內徑30～50mm，長度1000～1100mm銅管錠坯；

4)旋壓：將水平連鑄后得到的銅管錠坯作為旋壓毛坯，采用旋輪反旋方式進行旋壓，芯模與旋輪間隙為4～8mm，進給比為0.5～1mm/r，溫度為150～250℃；

5)機械加工：將旋壓好的銅襯套進行機械加工。

作為優選，所述銅、鋅、鋁、硅以純銅、純鋅、純鋁和純硅形式加入，錳和鎳以CuMn30銅錳中間合金和CuNi15銅鎳中間合金形式加入。

優選，所述步驟2)熔煉是將純銅、純鋅、純鋁、純硅、銅錳合金和銅鎳合金加入熔煉爐中熔化，并充分攪拌均勻。

進一步，所述步驟4)旋壓是采用一對雙錐面式旋輪錯距安裝進行旋壓。

再優選，所述步驟5)的旋壓采用2道次，一次旋壓的減薄率不超過40％。

最后，所述步驟5)機械加工的單次旋壓生產的銷孔襯套數量4～7件。

與現有技術相比，本發明的優點在于：

1、選擇硅黃銅作為襯套的原材料。硅黃銅因含有硅元素，減少了收縮率，故不易發生熱裂，具有良好的延展性，而抗磨損能力也比錫青銅好得多，且具有較好的抗腐蝕能力。此外，硅黃銅價格較錫青銅、磷青銅等常規襯套材料便宜，極大降低了材料成本。