[發明專利]一種高硬度耐磨活塞銷及其制備方法

有效

• 申請號: 202011521092.X
• 申請日: 2020-12-21
• 公開（公告）號: CN112658262B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 余勇;李益民;胡幼華;何浩;常智敏;王霄
• 申請（專利權）人: 湖南英捷高科技有限責任公司
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;B22F1/103;B22F3/10;B22F3/22;C22C19/07;F16J1/16
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 鐘丹;顏勇

本發明公開了一種高硬度耐磨活塞銷及其制備方法，首先將基體材料粉末、Co?Cr?W系合金粉末分別與粘結劑混煉，制粒獲得基體材料和高硬度耐磨涂層材料喂料，然后利用注射成形技術將基體材料喂料和Co?Cr?W系合金涂層材料喂料依次注入到模具型腔中得到產品生坯；再將生坯中的粘結劑經催化脫脂、熱脫脂工藝脫除，最后共燒結致密化得到Co?Cr?W系高硬度耐磨活塞銷。本發明具有工藝簡單、包覆層與基體的結合性能好，具有高硬度耐磨的特點。

技術領域

本發明屬于耐磨材料制備技術領域，具體涉及一種高硬度耐磨活塞銷及其制備方法。

背景技術

近年來，發動機在向著高功率、高載荷和輕量化的方向不斷發展，隨之對活塞銷的重量強度及可靠性等也提出了更高的要求，這就需要從結構和材料上進行不斷的革新和優化。活塞銷處于汽缸內部，工作時形成告訴運動，慣性力較大，尤其對于告訴發動機，往復慣性力最高可達自重的3000倍以上，活塞銷在工作過程中傳遞載荷及運動，活塞銷表面的磨損是導致活塞銷失效的主要原因。

傳統的活塞銷為鋼制材質，設計結構為內孔圓柱形，參照GB/T 25361.1-2010標準，活塞銷的材料一般為低碳鋼或低碳合金鋼，如16MnCr5、31CrMoV9、SAE1016或20MnV等，再經過外表面滲碳或滲氮淬硬，精磨和拋光等加工工序獲得。但這些材料和工藝所制備的活塞銷有如下缺點：

1、工藝過程繁瑣，材料利用率低，使用壽命低。

2、滲碳層或滲氮層厚度不易控制。

3、性能穩定性差。

在小而復雜零件的制備工藝方面，國內外采用的制造方法主要是粉末冶金技術，它是通過利用金屬粉末作為原料經過成型和燒結制備各種類型制品的冶金技術，而通過粉末冶金的方式制造的汽車零部件精度高、材料利用率高、制造成本低等優點迅速得到汽車市場的青睞。

Co-Cr-W系合金在具有較高的硬度及穩定性，常采用激光熔覆、等離子熔覆、熱噴涂等技術在金屬表面制備Co-Cr-W系合金涂層，但由于其制備過程中有大量熱量輸出導致基體變形，涂層內應力大產生微裂紋，零部件使用過程中涂層剝落，導致產品失效。

發明內容

本發明為解決上述現有技術不足，本發明的目的在于提供一種高硬度耐磨活塞銷及其制備方法；所述制備方法，工藝簡單、制作成本低，可在各種異型活塞銷表面制備具有一定厚度Co-Cr-W系合金耐磨耐高溫包覆層；所制備的包覆層厚度均勻、與基體結合性好，具有較好的耐磨耐高溫性能，可明顯提高活塞銷的使用壽命。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明一種高硬度耐磨活塞銷的制備方法，包括以下步驟：

步驟一

將基體粉末與粘接劑A混煉、制粒獲得基體材料喂料；將包覆層粉末與粘接劑B混煉、制粒，獲得包覆層喂料，所述基體粉末選自鐵基合金粉末、鎳基合金粉末、鈷基合金粉末、鈦合金粉末中的一種；所述包覆層粉末為Co-Cr-W系合金粉末；

步驟二

將基體材料喂料注入模具型腔，冷卻，獲得基體生坯，再于基體生坯表面注入包覆層喂料；獲得復合結構生坯；

步驟三

將復合結構生坯先于硝酸氣氛下進行催化脫脂，再于保護氣氛下進行熱脫脂，獲得預燒結坯體；預燒結坯體進行燒結即得活塞銷制品。

優選的方案，所述基體粉末選自鐵基合金粉末、鎳基合金粉末中的一種。

優選的方案，所述基體粉末的粒徑為5～50μm，優選10-30μm，進一步的優選10～20μm。

在本發明中，基體粉末、包覆層粉末優選采用氣霧化制備的粉末。