CN107739987A - 一种汽车维修用耐磨千斤顶活塞及其成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车维修用耐磨千斤顶活塞，该千斤顶按质量百分比计包括以下组分：Mg：3‑5%，Si：1‑1.4%，Al：10‑15%，Mn：0.2‑0.4%，C：0.01‑0.03%，Zr：0.05‑0.09%，Cr：0.1‑0.4%，Zn：0.1‑0.3%，Nb：0.001‑0.003%，So：2‑5%，Cu：0.4‑0.7%，P：0.002‑0.005%，S：0.003‑0.004%，稀土元素：0.4‑0.45%，其余为铁，以上各组分之和为100%；该活塞具有良好的耐磨性，成型工艺简单易行，成本低廉。

Description

一种汽车维修用耐磨千斤顶活塞及其成型工艺

技术领域

本发明涉及一种千斤顶活塞，具体涉及一种汽车维修用耐磨千斤顶活塞及其成型工艺。

背景技术

千斤顶是一种用钢性顶举件作为工作装置，通过顶部托座或底部托爪在行程内顶升重物的轻小起重设备千斤顶主要用于厂矿、交通运输等部门作为车辆修理及其它起重、支撑等工作千斤顶活塞的制造加工基本上是采用人工操作，机加工的操作精度无法保证，产品报废率高 ；而且人工操作往往会留下毛刺，这些毛刺一旦在千斤顶工作时脱落就可能将千斤顶卡死，故存在安全隐患现有千斤顶活塞大都不耐磨，使用寿命短，而且生产时效率低，研发一种能克服上述缺陷的活塞成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术存在的缺点，提出一种汽车维修用耐磨千斤顶活塞及其成型工艺，该活塞具有良好的耐磨性，成型工艺简单易行，成本低廉。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种汽车维修用耐磨千斤顶活塞，该千斤顶按质量百分比计包括以下组分：

Mg：3-5%，Si：1-1.4%，Al：10-15%，Mn：0.2-0.4%，C：0.01-0.03%，Zr：0.05-0.09%，Cr：0.1-0.4%，Zn：0.1-0.3%，Nb：0.001-0.003%，So：2-5%，Cu：0.4-0.7%，P：0.002-0.005%，S：0.003-0.004%，稀土元素：0.4-0.45%，其余为铁，以上各组分之和为100%；

稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：10-12%，镝：5-7%，饵：4-6%，铽：10-13%，镥：5-7%，镱：8-10%，镨：9-11%，余量为镧系元素。

本发明进一步限定的技术方案为：

前述汽车维修用耐磨千斤顶活塞，该千斤顶按质量百分比计包括以下组分：

Mg：3%，Si：1%，Al：10%，Mn：0.2%，C：0.01%，Zr：0.05%，Cr：0.1%，Zn：0.1%，Nb：0.001%，So：2%，Cu：0.4%，P：0.002%，S：0.003%，稀土元素：0.4%，其余为铁，以上各组分之和为100%；

稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：10%，镝：5%，饵：4%，铽：10%，镥：5%，镱：8%，镨：9%，余量为镧系元素。

前述汽车维修用耐磨千斤顶活塞，该千斤顶按质量百分比计包括以下组分：

Mg：4%，Si：1.2，Al：12%，Mn：0.3%，C：0.02%，Zr：0.07%，Cr：0.3%，Zn：0.2%，Nb：0.002%，So：4%，Cu：0.5%，P：0.003%，S：0.0035%，稀土元素：0.42%，其余为铁，以上各组分之和为100%；

稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：11%，镝：6%，饵：5%，铽：12%，镥：6%，镱：9%，镨：10%，余量为镧系元素。

本发明还设计一种汽车维修用耐磨千斤顶活塞的成型工艺，具体包括以下步骤：

（1）根据活塞形状制作制作砂型

a.采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整，之后在超声波清洗机中加入蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗；

b.在制得的蜡模上制作壳模砂型，具体为：在蜡模放置保温冒口的位置上，用EVA胶膜遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在30-40秒，然后，用150目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理EVA胶膜上的残留浆液和锆砂，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为9～12小时，并清理EVA胶膜上的残留浆液；

c.采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.6MPa, 时间为25～45分钟，且脱蜡前应先将保温冒口部位的EVA胶膜取下，制得壳模，对制得的壳模在450摄氏度保温1.5小时，最后出炉冷却；

d.处理后的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，并用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；

（2）将活塞原料的各成分加入炼炉中缓慢加热至500-600℃，然后升温800-1000℃熔化得到熔液，采用深插铝丝进行扩散脱氧；

（3）将熔液浇入预热到200-300℃的砂型中，得到铸锭，对得到铸锭用砂纸进行打磨，然后用丙酮对打磨后的表面进行清洗，然后自然晾干，晾干后对得到铸锭表面进行喷砂粗化处理，喷砂后用压缩空气对得到铸锭进行喷吹处理，然后再次用丙酮清洗得到铸锭的表面，自然晾干后对得到铸锭加热至80-95℃，保温5-10min待用；

（4）带铸锭冷却至室温后，放入烧结炉中，在400℃下保温2-4h，取出烧制后的铸锭进行调质热处理，具体为：

采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火：正式火温度720-730℃，到温后保温9-11min；第一次回火：采用分段加热，第一段加热温度为800-820℃，到温后保温9-12min，第二段加热温度为785-795℃，到温后保温10-13min，然后空冷至室温后进行第二次正火；第二次回火：采用分段加热，第一段加热温度为720-730℃加热，到温后保温15-18min，第二段加热温度为700-715℃加热，到温后保温9-11min；

（5）将步骤（4）中处理后的铸坯冷却至室温后得到半成品，对本成品清理表面，切除浇口、冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物，再次清理残砂，即可得到活塞。

本发明的有益效果是：

本发明中成分中加入了Ti可以细化晶粒，而快速凝固同样会细化枝晶，使合金的挤压性能得到提高。

本发明中加入了Cu，除了可以形成强化相CuAl₂外，还会和合金中的Mg形成高温强化相CuMgAl₂，细化晶粒，阻止空穴的形成，抑制Si的析出，从而提高合金的韧性；此外，加入Cu能够细化合金中的Mg₂Si析出相，降低合金的淬火灵敏度，而不降低合金抗切变能力。

本发明中加入了Zr、Mn、Cr可以提高合金的淬火灵敏度，在加入Mn的同时加入Zr会使合金中纤维组织维持在一个很高的水平，远远高于单独加入两者中的一种所达到的效果；加入Cr也可以细化晶粒，保留纤维组织，从而提高合金的任性；本发明中还加入了Fe可以细化Mg2Si粒子和晶粒，使Si原子离开晶界，提高合金的韧性。

本发明通过调质热处理，可使浇铸坯表面产生1-3mm厚回火马氏体组织，有效提高的其抗水蚀能力；另外，两次回火中第二次回火温度小于第一次回火温度可以减小表面和心部的温度之差，使浇铸坯厚度方向组织细小均匀；正火后回火进一步减小表面和心部的温度之差，从而使表面至心部性能趋于一致。

本发明的复合稀土，由于以上稀土元素的金属原子半径大且稀土具有较高的活性，很容易填补物料间的空隙，同时，稀土元素易和氧、硫等元素化合生成熔点高的化合物，复合稀土的加入在一定程度上提高了制备物料的分散性和相容性，使产品混合均匀也提高了保护车不放层的阻燃性。

本发明一开始使用丙酮清洗铸锭的表面，因镁合金铸锭极易氧化，表面易形成氧化镁，这层氧化镁疏松，如未进行好的表面处理，会导致中间层与基体的结合力差，起不到防腐蚀的作用，所以本发明先用丙酮清洗表面，目的是除去试样表面的所有污垢，如氧化皮、油渍、油漆及其它污物，关键是除去能够严重影响涂层与基体间结合强度的试样表面和渗入其中的油脂；其次涂层与基体的结合强度和基体表面的清洁度有关。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供一种汽车维修用耐磨千斤顶活塞，该千斤顶按质量百分比计包括以下组分：

Mg：3%，Si：1%，Al：10%，Mn：0.2%，C：0.01%，Zr：0.05%，Cr：0.1%，Zn：0.1%，Nb：0.001%，So：2%，Cu：0.4%，P：0.002%，S：0.003%，稀土元素：0.4%，其余为铁，以上各组分之和为100%；

稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：10%，镝：5%，饵：4%，铽：10%，镥：5%，镱：8%，镨：9%，余量为镧系元素。

上述汽车维修用耐磨千斤顶活塞的成型工艺，具体包括以下步骤：

（1）根据活塞形状制作制作砂型

a.采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整，之后在超声波清洗机中加入蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗；

b.在制得的蜡模上制作壳模砂型，具体为：在蜡模放置保温冒口的位置上，用EVA胶膜遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在30秒，然后，用150目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理EVA胶膜上的残留浆液和锆砂，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为9小时，并清理EVA胶膜上的残留浆液；

c.采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.6MPa, 时间为25分钟，且脱蜡前应先将保温冒口部位的EVA胶膜取下，制得壳模，对制得的壳模在450摄氏度保温1.5小时，最后出炉冷却；

d.处理后的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，并用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；

（2）将活塞原料的各成分加入炼炉中缓慢加热至500℃，然后升温800℃熔化得到熔液，采用深插铝丝进行扩散脱氧；

（3）将熔液浇入预热到200℃的砂型中，得到铸锭，对得到铸锭用砂纸进行打磨，然后用丙酮对打磨后的表面进行清洗，然后自然晾干，晾干后对得到铸锭表面进行喷砂粗化处理，喷砂后用压缩空气对得到铸锭进行喷吹处理，然后再次用丙酮清洗得到铸锭的表面，自然晾干后对得到铸锭加热至80℃，保温5min待用；

（4）带铸锭冷却至室温后，放入烧结炉中，在400℃下保温2h，取出烧制后的铸锭进行调质热处理，具体为：

采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火：正式火温度720℃，到温后保温9min；第一次回火：采用分段加热，第一段加热温度为800℃，到温后保温9min，第二段加热温度为785℃，到温后保温10min，然后空冷至室温后进行第二次正火；第二次回火：采用分段加热，第一段加热温度为720℃加热，到温后保温15min，第二段加热温度为700℃加热，到温后保温9min；

（5）将步骤（4）中处理后的铸坯冷却至室温后得到半成品，对本成品清理表面，切除浇口、冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物，再次清理残砂，即可得到活塞。

实施例2

本实施例提供一种汽车维修用耐磨千斤顶活塞，该千斤顶按质量百分比计包括以下组分：

Mg：4%，Si：1.2，Al：12%，Mn：0.3%，C：0.02%，Zr：0.07%，Cr：0.3%，Zn：0.2%，Nb：0.002%，So：4%，Cu：0.5%，P：0.003%，S：0.0035%，稀土元素：0.42%，其余为铁，以上各组分之和为100%；

稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：11%，镝：6%，饵：5%，铽：12%，镥：6%，镱：9%，镨：10%，余量为镧系元素。

上述汽车维修用耐磨千斤顶活塞的成型工艺，具体包括以下步骤：

（1）根据活塞形状制作制作砂型

a.采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整，之后在超声波清洗机中加入蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗；

b.在制得的蜡模上制作壳模砂型，具体为：在蜡模放置保温冒口的位置上，用EVA胶膜遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在35秒，然后，用150目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理EVA胶膜上的残留浆液和锆砂，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为11小时，并清理EVA胶膜上的残留浆液；

c.采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.6MPa, 时间为29分钟，且脱蜡前应先将保温冒口部位的EVA胶膜取下，制得壳模，对制得的壳模在450摄氏度保温1.5小时，最后出炉冷却；

d.处理后的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，并用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；

（2）将活塞原料的各成分加入炼炉中缓慢加热至550℃，然后升温900℃熔化得到熔液，采用深插铝丝进行扩散脱氧；

（3）将熔液浇入预热到250℃的砂型中，得到铸锭，对得到铸锭用砂纸进行打磨，然后用丙酮对打磨后的表面进行清洗，然后自然晾干，晾干后对得到铸锭表面进行喷砂粗化处理，喷砂后用压缩空气对得到铸锭进行喷吹处理，然后再次用丙酮清洗得到铸锭的表面，自然晾干后对得到铸锭加热至88℃，保温8min待用；

（4）带铸锭冷却至室温后，放入烧结炉中，在400℃下保温3h，取出烧制后的铸锭进行调质热处理，具体为：

采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火：正式火温度725℃，到温后保温10min；第一次回火：采用分段加热，第一段加热温度为810℃，到温后保温11min，第二段加热温度为790℃，到温后保温12min，然后空冷至室温后进行第二次正火；第二次回火：采用分段加热，第一段加热温度为725℃加热，到温后保温17min，第二段加热温度为710℃加热，到温后保温10min；

（5）将步骤（4）中处理后的铸坯冷却至室温后得到半成品，对本成品清理表面，切除浇口、冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物，再次清理残砂，即可得到活塞。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (4)

1.一种汽车维修用耐磨千斤顶活塞，其特征在于：该千斤顶按质量百分比计包括以下组分：

Mg：3-5%，Si：1-1.4%，Al：10-15%，Mn：0.2-0.4%，C：0.01-0.03%，Zr：0.05-0.09%，Cr：0.1-0.4%，Zn：0.1-0.3%，Nb：0.001-0.003%，So：2-5%，Cu：0.4-0.7%，P：0.002-0.005%，S：0.003-0.004%，稀土元素：0.4-0.45%，其余为铁，以上各组分之和为100%；

所述的稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：10-12%，镝：5-7%，饵：4-6%，铽：10-13%，镥：5-7%，镱：8-10%，镨：9-11%，余量为镧系元素。

2.根据权利要求1所述的汽车维修用耐磨千斤顶活塞，其特征在于：该千斤顶按质量百分比计包括以下组分：

Mg：3%，Si：1%，Al：10%，Mn：0.2%，C：0.01%，Zr：0.05%，Cr：0.1%，Zn：0.1%，Nb：0.001%，So：2%，Cu：0.4%，P：0.002%，S：0.003%，稀土元素：0.4%，其余为铁，以上各组分之和为100%；

所述的稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：10%，镝：5%，饵：4%，铽：10%，镥：5%，镱：8%，镨：9%，余量为镧系元素。

3.根据权利要求1所述的汽车维修用耐磨千斤顶活塞，其特征在于：该千斤顶按质量百分比计包括以下组分：

Mg：4%，Si：1.2，Al：12%，Mn：0.3%，C：0.02%，Zr：0.07%，Cr：0.3%，Zn：0.2%，Nb：0.002%，So：4%，Cu：0.5%，P：0.003%，S：0.0035%，稀土元素：0.42%，其余为铁，以上各组分之和为100%；

所述的稀土元素按质量百分比计包括以下组分：铈：11%，镝：6%，饵：5%，铽：12%，镥：6%，镱：9%，镨：10%，余量为镧系元素。

4.如权利要求1-3中任一权利要求所述的汽车维修用耐磨千斤顶活塞的成型工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：

（1）根据活塞形状制作制作砂型

a.采用低温蜡和机械注蜡技术，制作与铸造件一致并包含有保温冒口的蜡模，并对蜡模进行修整，之后在超声波清洗机中加入蜡坯清洗剂对蜡模进行清洗；

b.在制得的蜡模上制作壳模砂型，具体为：在蜡模放置保温冒口的位置上，用EVA胶膜遮住放置保温冒口的表面，以防该表面受到污染；首先，在蜡模表面浸涂用锆粉与硅溶胶粘结剂配制浆液，该浆液的粘度值在30-40秒，然后，用150目的锆砂在经过浸涂浆液的蜡模表面进行人工浮砂，浮砂后应清理所述EVA胶膜上的残留浆液和锆砂，将人工浮砂后的蜡模进行自然干燥，干燥时间为9～12小时，并清理所述EVA胶膜上的残留浆液；

c.采用蒸汽脱蜡，蒸汽的压力为0.6MPa, 时间为25～45分钟，且脱蜡前应先将保温冒口部位的EVA胶膜取下，制得壳模，对制得的壳模在450摄氏度保温1.5小时，最后出炉冷却；

d.处理后的壳模放入按造型工艺准备的砂箱中，并用胶带封住该壳模上用于浇注的浇口和保温冒口，然后放入经过配制的混合砂，放满混合砂后再用造型震实机进行震实，形成砂型；

（2）将活塞原料的各成分加入炼炉中缓慢加热至500-600℃，然后升温800-1000℃熔化得到熔液，采用深插铝丝进行扩散脱氧；

（3）将熔液浇入预热到200-300℃的砂型中，得到铸锭，对得到铸锭用砂纸进行打磨，然后用丙酮对打磨后的表面进行清洗，然后自然晾干，晾干后对得到铸锭表面进行喷砂粗化处理，喷砂后用压缩空气对得到铸锭进行喷吹处理，然后再次用丙酮清洗得到铸锭的表面，自然晾干后对得到铸锭加热至80-95℃，保温5-10min待用；

（4）带铸锭冷却至室温后，放入烧结炉中，在400℃下保温2-4h，取出烧制后的铸锭进行调质热处理，具体为：

采用一次正火+两次回火，第一次回火温度大于第二次回火温度；正火：正式火温度720-730℃，到温后保温9-11min；第一次回火：采用分段加热，第一段加热温度为800-820℃，到温后保温9-12min，第二段加热温度为785-795℃，到温后保温10-13min，然后空冷至室温后进行第二次正火；第二次回火：采用分段加热，第一段加热温度为720-730℃加热，到温后保温15-18min，第二段加热温度为700-715℃加热，到温后保温9-11min；

（5）将步骤（4）中处理后的铸坯冷却至室温后得到半成品，对本成品清理表面，切除浇口、冒口、铲磨毛刺和披缝等凸出物，再次清理残砂，即可得到活塞。