一種粉末冶金活塞環(huán)及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粉末冶金活塞環(huán)，其特征在于，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；本發(fā)明配方合理，制造的活塞環(huán)組織致密，微觀結(jié)構(gòu)良好，孔隙很少，結(jié)構(gòu)剛度、硬度、耐疲勞性能、抗拉強(qiáng)度性能優(yōu)良，而且生產(chǎn)成本，節(jié)能降耗，對(duì)環(huán)境污染小，使用壽命長(zhǎng)，提高了生產(chǎn)效率。
【專利說(shuō)明】 一種粉末冶金活塞環(huán)及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉末冶金領(lǐng)域，特別是一種粉末冶金活塞環(huán)及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工業(yè)技術(shù)。目前，粉末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業(yè)等領(lǐng)域，成為新材料科學(xué)中最具發(fā)展活力的分支之一。粉末冶金技術(shù)具備顯著節(jié)能、省材、性能優(yōu)異、產(chǎn)品精度高且穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，非常適合于大批量生產(chǎn)。另外，部分用傳統(tǒng)鑄造方法和機(jī)械加工方法無(wú)法制備的材料和復(fù)雜零件也可用粉末冶金技術(shù)制造，因而備受工業(yè)界的重視。粉末冶金結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)組分，并且在相當(dāng)大的范圍內(nèi)根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而在力學(xué)性能上能達(dá)到與鋼件匹配的效果。
[0003]活塞環(huán)是用于崁入活塞槽溝內(nèi)部的金屬環(huán)，活塞環(huán)分為兩種:壓縮環(huán)和機(jī)油環(huán)。壓縮環(huán)可用來(lái)密封燃燒室內(nèi)的可燃混合氣體；機(jī)油環(huán)則用來(lái)刮除汽缸上多余的機(jī)油?；钊h(huán)是一種具有較大向外擴(kuò)張變形的金屬?gòu)椥原h(huán)，它被裝配到剖面與其相應(yīng)的環(huán)形槽內(nèi)。往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的活塞環(huán)，依靠氣體或液體的壓力差，在環(huán)外圓面和氣缸以及環(huán)和環(huán)槽的一個(gè)側(cè)面之間形成密封?；钊h(huán)是燃油發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)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(fā)動(dòng)機(jī)有柴油和汽油發(fā)動(dòng)機(jī)兩種，由于其燃油性能不同，其使用的活塞環(huán)也不盡相同，早期的活塞環(huán)靠鑄造形成，但隨著技術(shù)的進(jìn)步，鋼制的高功率活塞環(huán)誕生，且隨著對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功能，環(huán)境要求的不斷提高，各種先進(jìn)的表面處理應(yīng)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(huán)的功能大大提聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種使用壽命長(zhǎng)、成本低、機(jī)械性能和密封性能優(yōu)異的粉末冶金活塞環(huán)及其制備方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)施:
一種粉末冶金活塞環(huán)，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(lián)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°C下煅燒3-4小時(shí)，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°C，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1_2小時(shí)，即得。[0006]本發(fā)明所述粉末冶金活塞環(huán)，由以下具體步驟制成:
(1)將N1、W、Tm、GeO,As、鐵粉混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)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?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下600-750°C進(jìn)行燒結(jié)8-10小時(shí)，將燒結(jié)后的物料粉碎后過(guò)200-400目篩；
(2)將其它剩余成分混合均勻；
(3)將步驟(I)、(2)物料在62-66°C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(jié)爐中，以8-12°C/分鐘速率升溫至450-550°C條件下燒結(jié)1_2小時(shí)，再以6-8°C /分鐘速率升溫至800-850°C條件下燒結(jié)1.5-2小時(shí)；然后以5_7°C /分鐘速率升溫至1050-1150°C條件下燒結(jié)2-3小時(shí)；空氣中冷卻至室溫即可。
[0007]本發(fā)明配方合理，制造的活塞環(huán)組織致密，微觀結(jié)構(gòu)良好，孔隙很少，結(jié)構(gòu)剛度、硬度、耐疲勞性能、抗拉強(qiáng)度性能優(yōu)良，而且生產(chǎn)成本，節(jié)能降耗，對(duì)環(huán)境污染小，使用壽命長(zhǎng)，提聞了生廣效率。
具體實(shí)施方案
[0008]下面通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0009]一種粉末冶金活塞環(huán)，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L O、硬酯酸鋅2.3、鐵粉92、助劑I ;
所述助劑由下列重量份(公斤)的原料制成:鐵粉4、氧化鋅2、異丙基二硬脂酰氧基鋁酸酯1、高嶺土 3、聚乙烯醇3、碳纖維1、硫酸亞鐵3、三聚磷酸鈉1、云母粉3、交聯(lián)劑TAIC2、硬脂酸鋅I。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°C下煅燒3-4小時(shí)，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°C，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1_2小時(shí)，即得。本發(fā)明所述粉末冶金活塞環(huán)，由以下具體步驟制成:
(1)將N1、W、Tm、GeO,As、鐵粉混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)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?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下600-750°C進(jìn)行燒結(jié)8-10小時(shí)，將燒結(jié)后的物料粉碎后過(guò)200-400目篩；
(2)將其它剩余成分混合均勻；
(3)將步驟(I)、(2)物料在62-66°C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(jié)爐中，以8-12°C/分鐘速率升溫至450-550°C條件下燒結(jié)1_2小時(shí)，再以6-8°C /分鐘速率升溫至800-850°C條件下燒結(jié)1.5-2小時(shí)；然后以5_7°C /分鐘速率升溫至1050-1150°C條件下燒結(jié)2-3小時(shí)；空氣中冷卻至室溫即可。
[0010]經(jīng)過(guò)檢測(cè)，本發(fā)明的硬度:HRC55 ;抗拉強(qiáng)度:990MPa。
【權(quán)利要求】
1.一種粉末冶金活塞環(huán)，其特征在于，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(lián)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°C下煅燒3-4小時(shí)，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°C，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1_2小時(shí)，即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述粉末冶金活塞環(huán)，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將N1、W、Tm、GeO,As、鐵粉混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)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?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下600-750°C進(jìn)行燒結(jié)8-10小時(shí)，將燒結(jié)后的物料粉碎后過(guò)200-400目篩； (2)將其它剩余成分混合均勻； (3)將步驟(I)、(2)物料在62-66°C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(jié)爐中，以8-12°C/分鐘速率升溫至450-550°C條件下燒結(jié)1_2小時(shí)，再以6-8°C /分鐘速率升溫至800-850°C條件下燒結(jié)1.5-2小時(shí)；然后以5_7°C /分鐘速率升溫至1050-1150°C條件下燒結(jié)2-3小時(shí)；空氣中冷卻至室溫即可。
【文檔編號(hào)】C22C38/12GK103537665SQ201310471948
【公開日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】黃浩 申請(qǐng)人:蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司