CN103464762B - 一种粉末冶金活塞环材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粉末冶金活塞环材料及其制备方法，由下列重量百分比的原料制成：Mo7-7.3、W2-2.3、Ti1.2-1.3、Ta0.2-0.3、Hf0.1-0.15、Bi2.0-2.3、碳黑2-2.3、三氧化二铝1.0-1.2、助剂0.9-1.2、硬酯酸2.4-2.8、Fe余量；本发明的活塞环其耐磨性和密封性能大大提高，与现有活塞环相比，使用寿命可延长2倍以上。活塞环硬度(HRC)达65～69，抗弯强度达1100～1200MPa，冲击韧性达7.5-9J·cm-2。

Description

一种粉末冶金活塞环材料及其制备方法
技术领域
本发明属于一种粉末冶金技术领域，具体是一种粉末冶金活塞环材料及其制备方法。
背景技术
活塞环(PistonRing)是用于崁入活塞槽沟内部的金属环，活塞环分为两种：压缩环和机油环。压缩环可用来密封燃烧室内的可燃混合气体；机油环则用来刮除汽缸上多余的机油。活塞环是一种具有较大向外扩张变形的金属弹性环，它被装配到剖面与其相应的环形槽内。往复和旋转运动的活塞环，依靠气体或液体的压力差，在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密封。现有活塞环一般采用铸件加工，然后进行渗铬、渗氮等处理，生产工艺复杂，成本高，速度慢，不能满足现有企业的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种粉末冶金活塞环材料及其制备方法，生产的粉末冶金活塞环具有耐磨性好，成本纸、速度快的特点。
本发明的技术方案如下：
一种粉末冶金活塞环材料，其特征在于由下列重量百分比的原料制成：
Mo7-7.3、W2-2.3、Ti1.2-1.3、Ta0.2-0.3、Hf0.1-0.15、Bi2.0-2.3、碳黑2-2.3、三氧化二铝1.0-1.2、助剂0.9-1.2、硬酯酸2.4-2.8、Fe余量；
所述的助剂由下列重量份的原料制成：铁粉3-4、氧化锌2-3、二氧化钛1-2、高岭土粉5-6、氮化铝粉1-2、硅烷偶联剂KH5502-3、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯1-2、硼化铬5-6、双十四碳醇酯1-2、顺丁烯二酸酐2-3、二甲基硅油1-2；制备方法是将铁粉、氧化锌、二氧化钛、高岭土粉、氮化铝粉放入球磨罐中加水研磨4-5小时，喷雾干燥后，与其它剩余物料混合，研磨2-3小时，分散均匀即可。
所述的粉末冶金活塞环的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将各原料在55-65℃下混合搅拌均匀60-90分钟后，装入模具，压制成坯；
（2）将压坯放在烧结炉中，以200-220℃/小时速率升温至700-750℃条件下烧结2-3小时;然后以120-140℃/小时速率升温至1150-1150℃条件下烧结2-3小时；
（3）将压坯送入蒸汽处理炉中，在520-550℃下蒸汽处理40-50分钟；取出，将压坯在300-350条件下保温2-3小时；
（4）将压坯送入0℃水中冷却，取出；
（5）经过磨削加工即得。
本发明助剂能大大提高各原料成分的分散性，使得各原料分散更均匀，提高了粉末冶金组织的均匀性，同时改善了粉末组织的力学性能，提高了其强度与耐磨性能。
本发明的活塞环其耐磨性和密封性能大大提高，与现有活塞环相比，使用寿命可延长2倍以上。活塞环硬度(HRC)达65～69，抗弯强度达1100～1200MPa，冲击韧性达7.5-9J·cm-2。
具体实施方式
一种粉末冶金活塞环材料，由下列重量百分比的原料制成：
Mo7、W2、Ti1.3、Ta0.3、Hf0.1、Bi2.3、碳黑2.3、三氧化二铝1.2、助剂1.2、硬酯酸2.4、Fe余量；
所述的助剂由下列重量份（公斤）的原料制成：铁粉4、氧化锌2、二氧化钛1、高岭土粉6、氮化铝粉2、硅烷偶联剂KH5503、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯2、硼化铬6、双十四碳醇酯1、顺丁烯二酸酐2、二甲基硅油2；制备方法是将铁粉、氧化锌、二氧化钛、高岭土粉、氮化铝粉放入球磨罐中加水研磨4-5小时，喷雾干燥后，与其它剩余物料混合，研磨2-3小时，分散均匀即可。
粉末冶金活塞环的制备方法，包括以下步骤：
（1）将各原料在55-65℃下混合搅拌均匀60-90分钟后，装入模具，压制成坯；
（2）将压坯放在烧结炉中，以200-220℃/小时速率升温至700-750℃条件下烧结2-3小时;然后以120-140℃/小时速率升温至1150-1150℃条件下烧结2-3小时；
（3）将压坯送入蒸汽处理炉中，在520-550℃下蒸汽处理40-50分钟；取出，将压坯在300-350条件下保温2-3小时；
（4）将压坯送入0℃水中冷却，取出；
（5）经过磨削加工即得。
本发明样品经过检测，活塞环硬度(HRC)达65～69，抗弯强度达1100～1200MPa，冲击韧性达7.5-9J·cm-2。

Claims (2)

1.一种粉末冶金活塞环材料，其特征在于由下列重量百分比的原料制成：Mo7-7.3、W2-2.3、Ti1.2-1.3、Ta0.2-0.3、Hf0.1-0.15、Bi2.0-2.3、碳黑2-2.3、三氧化二铝1.0-1.2、助剂0.9-1.2、硬酯酸2.4-2.8、Fe余量；所述的助剂由下列重量份的原料制成：铁粉3-4、氧化锌2-3、二氧化钛1-2、高岭土粉5-6、氮化铝粉1-2、硅烷偶联剂KH5502-3、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯1-2、硼化铬5-6、双十四碳醇酯1-2、顺丁烯二酸酐2-3、二甲基硅油1-2；制备方法是将铁粉、氧化锌、二氧化钛、高岭土粉、氮化铝粉放入球磨罐中加水研磨4-5小时，喷雾干燥后，与其它剩余物料混合，研磨2-3小时，分散均匀即可。
2.根据利要求1所述的粉末冶金活塞环的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）将制备权利要求1所述的粉末冶金活塞环的各原料在55-65℃下混合搅拌均匀60-90分钟后，装入模具，压制成坯；
（2）将压坯放在烧结炉中，以200-220℃/小时速率升温至700-750℃条件下烧结2-3小时;然后以120-140℃/小时速率升温至1150℃条件下烧结2-3小时；（3）将压坯送入蒸汽处理炉中，在520-550℃下蒸汽处理40-50分钟；取出，将压坯在300-350℃条件下保温2-3小时；
（4）将压坯送入0℃水中冷却，取出；
（5）经过磨削加工即得。
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