CN107761024A - 一种汽车高压油管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种汽车高压油管及其制备方法，包括以下重量份数配比的原料：钨粉177‑191份、钼丝26‑37份、碳化硅晶须20‑33份、镍粉29‑36份、铁粉70‑88份、纳米钛粉27‑34份、钴粉22‑28份、铼粉10‑12份、立方氮化硼12‑16份、锰粉7‑10份、三氧化二铝 20‑23份、锗粉11‑16份、纳米金刚石8‑15份、三氧化二铬30‑38份、碳化钽5‑11份和氧化钇5‑11份，该汽车高压油管断裂韧性高。

Description

一种汽车高压油管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种汽车高压油管及其制备方法。
背景技术
高压油管，是汽车发动机喷射系统内的高压管，但现有的汽车高压油管韧度较差，难以满足市场上的需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种具有一种断裂韧性高的汽车高压油管及其制备方法。
为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
一种汽车高压油管及其制备方法，包括以下重量份数配比的原料：包括以下重量份数配比的原料：钨粉177-191份、钼丝26-37份、碳化硅晶须20-33份、镍粉29-36份、铁粉70-88份、纳米钛粉27-34份、钴粉22-28份、铼粉10-12份、立方氮化硼12-16份、锰粉7-10份、三氧化二铝 20-23份、锗粉11-16份、纳米金刚石8-15份、三氧化二铬30-38份、碳化钽5-11份和氧化钇5-11份。
进一步的，包括以下重量份数配比的原料：钨粉177份、钼丝26份、碳化硅晶须20份、镍粉29份、铁粉70份、纳米钛粉27份、钴粉22份、铼粉10份、立方氮化硼12份、锰粉7份、三氧化二铝 20份、锗粉11份、纳米金刚石8份、三氧化二铬30份、碳化钽5份和氧化钇5份。
进一步的，包括以下重量份数配比的原料：钨粉191份、钼丝37份、碳化硅晶须33份、镍粉36份、铁粉88份、纳米钛粉34份、钴粉28份、铼粉12份、立方氮化硼16份、锰粉10份、三氧化二铝 23份、锗粉16份、纳米金刚石15份、三氧化二铬38份、碳化钽11份和氧化钇11份。
进一步的，包括以下重量份数配比的原料：钨粉182份、钼丝30份、碳化硅晶须28份、镍粉34份、铁粉80份、镍粉30份、钴粉25份、铼粉11份、立方氮化硼14份、锰粉9份、三氧化二铝 22份、锗粉14份、纳米金刚石14份、三氧化二铬34份、碳化钽8份和氧化钇9份。
进一步的，所述钨粉为纳米碳化钨粉。
进一步的，所述钼丝的直径为0.07-0.09mm。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种汽车高压油管的制备方法，包括以下步骤：
1）将钨粉177-191份、镍粉29-36份、铁粉70-88份、纳米钛粉27-34份、钴粉22-28份、铼粉10-12份、立方氮化硼12-16份、锰粉7-10份、三氧化二铝 20-23份、锗粉11-16份、纳米金刚石8-15份、三氧化二铬30-38份、碳化钽5-11份和氧化钇5-11份进行真空干燥处理，干燥温度为80-100℃，真空度为4-6Pa，干燥时间为5-15min，制得干燥粉末，备用；
2）将步骤1）制得的干燥粉末和碳化硅晶须20-33份进行球磨混料处理，球磨混料的转速为1100-1600r/min，混料时间为4-10h，制得混合材料，备用；
3）将钼丝26-37份编织成网格为正六边形的网体，制得网体，备用；
4）将步骤3）制得的网体卷曲并进行焊接处理，形成中空的网管体，制得网管体；
5）将步骤4）中的网管体放置于压模内，再倒入步骤2）制得的混合材料，然后进行压制成形处理，脱模，制得管状生坯体，备用；
6）将步骤5）制得的生坯置于烧结炉内进行加压烧结处理，冷却，制得烧结体，备用；
7）将步骤7）制得的烧结体置于 10-30Pa的真空炉中进行真空热处理；然后将经真空热处理的烧结体在氩气保护的加热炉中进行保温，随即进行水淬，此真空热处理－保温－水淬的过程即为一次循环热处理，共进行四次循环热处理，即得高压油管。
进一步的，所述管状生坯体的内壁和外壁均与其内部的网管体平行，网管体与管状生坯体的同心度为0.05-0.1mm。
进一步的，所述步骤6）的加压烧结处理的施压压强为180-200MPa，施压时间为40-60分钟，所述加压烧结处理的加热温度为1470-1550℃，加热时间为40-60min。
进一步的，所述步骤7）中的真空热处理的加热温度为800-900℃，加热时间为40-60min，保温温度为800-900℃，保温时间为15-30min。
以下是汽车高压油管的原料的特点：
钨粉：熔点极高，硬度很大，而钨是典型的稀有金属，具有极为重要的用途；
钼丝：延伸率小，不易断丝，寿命长，硬而坚韧；
碳化硅晶须：有一定长径比的单晶纤维，它具有相当好的抗高温性能和很高强度；
镍粉：主要用于合金及用作催化剂；
铁粉：是粉末冶金的主要原料；
纳米钛粉：钛具有金属光泽，有延展性，重量轻、强度高；
钴粉：钴作为粉末冶金中的粘结剂能保证硬质合金有一定的韧性；
铼粉：钨或钼合金中加入铼可增加延展性能；
立方氮化硼：具有很高的硬度、热稳定性和化学惰性；
锰粉：很好的脱氧能力，能把FeO还原成铁；
三氧化二铝：是一种高硬度的化合物；
锗粉：硬度高；
纳米金刚石：强度高；
三氧化二铬：主要用于冶炼金属铬和碳化铬；
碳化钽：用于粉末冶金、切削工具、精细陶瓷、化学气相沉积、硬质耐磨合金刀具、工具、模具和耐磨耐蚀结构部件添加剂，提高合金的韧性，目前也用碳化钽做硬质合金烧结晶粒长大抑制剂用；
氧化钇：烧结时添加氧化钇可有效降低钨合金的晶粒度；
本发明的有益效果是：通过添加有钴粉和碳化钽，可以使得材料的韧性得到较大的增强，而且采用了钼丝模仿碳纳米管的结构作为增强体与其他配料烧结在一起从而将碳纳米管的高强度、高韧性的特点和短丝增韧概念结合起来，使得成品的断裂韧性能得到大大的提升，氧化钇和碳化钽的配合使用，可以有效降低烧结时的晶粒度，材料致密化极高。
具体实施方式
实施例1：
一种汽车高压油管，包括以下重量份数配比的原料：钨粉177份、钼丝26份、碳化硅晶须20份、镍粉29份、铁粉70份、纳米钛粉27份、钴粉22份、铼粉10份、立方氮化硼12份、锰粉7份、三氧化二铝 20份、锗粉11份、纳米金刚石8份、三氧化二铬30份、碳化钽5份和氧化钇5份。
一种汽车高压油管的制备方法包括以下步骤：
1）将钨粉177份、镍粉29份、铁粉70份、纳米钛粉27份、钴粉22份、铼粉10份、立方氮化硼12份、锰粉7份、三氧化二铝 20份、锗粉11份、纳米金刚石8份、三氧化二铬30份、碳化钽5份和氧化钇5份进行真空干燥处理，干燥温度为80℃，真空度为4Pa，干燥时间为5min，制得干燥粉末，备用；
2）将步骤1）制得的干燥粉末和碳化硅晶须20份进行球磨混料处理，球磨混料的转速为1100r/min，混料时间为4h，制得混合材料，备用；
3）将钼丝26份编织成网格为正六边形的网体，制得网体，备用；
4）将步骤3）制得的网体卷曲并进行焊接处理，形成中空的网管体，制得网管体；
5）将步骤4）中的网管体放置于压模内，再倒入步骤2）制得的混合材料，然后进行压制成形处理，脱模，制得管状生坯体，备用；
6）将步骤5）制得的生坯置于烧结炉内进行加压烧结处理，冷却，制得烧结体，备用；
7）将步骤7）制得的烧结体置于 10Pa的真空炉中进行真空热处理；然后将经真空热处理的烧结体在氩气保护的加热炉中进行保温，随即进行水淬，此真空热处理－保温－水淬的过程即为一次循环热处理，共进行四次循环热处理，即得高压油管。
在本实施例中，所述钼丝的直径为0.07mm。
在本实施例中，所述管状生坯体的内壁和外壁均与其内部的网管体平行，网管体与管状生坯体的同心度为0.05mm。
在本实施例中，所述步骤6）的加压烧结处理的施压压强为180MPa，施压时间为40分钟，所述加压烧结处理的加热温度为1470℃，加热时间为40min。
在本实施例中，所述步骤7）中的真空热处理的加热温度为800℃，加热时间为40min，保温温度为800℃，保温时间为15min。
经过材料断裂韧性测试仪检测得本实施例的钨合金材料的断裂韧性为8.4MPa·m½，现有常用的钨合金的断裂韧性一般为4.7 MPa·m½，本实施例的钨合金材料与现有的常用钨合金相比断裂韧性提高了约1.8倍。
实施例2：
一种汽车高压油管，包括以下重量份数配比的原料：钨粉191份、钼丝37份、碳化硅晶须33份、镍粉36份、铁粉88份、纳米钛粉34份、钴粉28份、铼粉12份、立方氮化硼16份、锰粉10份、三氧化二铝 23份、锗粉16份、纳米金刚石15份、三氧化二铬38份、碳化钽11份和氧化钇11份。
一种汽车高压油管的制备方法，包括以下步骤：
1）将钨粉191份、镍粉36份、铁粉88份、纳米钛粉34份、钴粉28份、铼粉12份、立方氮化硼16份、锰粉10份、三氧化二铝 23份、锗粉16份、纳米金刚石15份、三氧化二铬38份、碳化钽11份和氧化钇11份进行真空干燥处理，干燥温度为100℃，真空度为6Pa，干燥时间为15min，制得干燥粉末，备用；
2）将步骤1）制得的干燥粉末和碳化硅晶须33份进行球磨混料处理，球磨混料的转速为1600r/min，混料时间为10h，制得混合材料，备用；
3）将钼丝37份编织成网格为正六边形的网体，制得网体，备用；
4）将步骤3）制得的网体卷曲并进行焊接处理，形成中空的网管体，制得网管体；
5）将步骤4）中的网管体放置于压模内，再倒入步骤2）制得的混合材料，然后进行压制成形处理，脱模，制得管状生坯体，备用；
6）将步骤5）制得的生坯置于烧结炉内进行加压烧结处理，冷却，制得烧结体，备用；
7）将步骤7）制得的烧结体置于 30Pa的真空炉中进行真空热处理；然后将经真空热处理的烧结体在氩气保护的加热炉中进行保温，随即进行水淬，此真空热处理－保温－水淬的过程即为一次循环热处理，共进行四次循环热处理，即得高压油管。
在本实施例中，所述钼丝的直径为0.09mm。
在本实施例中，所述管状生坯体的内壁和外壁均与其内部的网管体平行，网管体与管状生坯体的同心度为0.1mm。
在本实施例中，所述步骤6）的加压烧结处理的施压压强为200MPa，施压时间为60分钟，所述加压烧结处理的加热温度为1550℃，加热时间为60min。
在本实施例中，所述步骤7）中的真空热处理的加热温度为900℃，加热时间为60min，保温温度为900℃，保温时间为30min。
经过材料断裂韧性测试仪检测得本实施例的钨合金材料的断裂韧性为9.7MPa·m½，现有常用的钨合金的断裂韧性一般为4.7 MPa·m½，本实施例的钨合金材料与现有的常用钨合金相比断裂韧性提高了约2倍。
实施例3：
一种汽车高压油管，包括以下重量份数配比的原料：钨粉182份、钼丝30份、碳化硅晶须28份、镍粉34份、铁粉80份、镍粉30份、钴粉25份、铼粉11份、立方氮化硼14份、锰粉9份、三氧化二铝 22份、锗粉14份、纳米金刚石14份、三氧化二铬34份、碳化钽8份和氧化钇9份。
一种汽车高压油管的制备方法，包括以下步骤：
1）将钨粉钨粉182份、镍粉34份、铁粉80份、镍粉30份、钴粉25份、铼粉11份、立方氮化硼14份、锰粉9份、三氧化二铝 22份、锗粉14份、纳米金刚石14份、三氧化二铬34份、碳化钽8份和氧化钇9份进行真空干燥处理，干燥温度为90℃，真空度为5Pa，干燥时间为15min，制得干燥粉末，备用；
2）将步骤1）制得的干燥粉末和碳化硅晶须2份进行球磨混料处理，球磨混料的转速为1400r/min，混料时间为8h，制得混合材料，备用；
3）将钼丝30份编织成网格为正六边形的网体，制得网体，备用；
4）将步骤3）制得的网体卷曲并进行焊接处理，形成中空的网管体，制得网管体；
5）将步骤4）中的网管体放置于压模内，再倒入步骤2）制得的混合材料，然后进行压制成形处理，脱模，制得管状生坯体，备用；
6）将步骤5）制得的生坯置于烧结炉内进行加压烧结处理，冷却，制得烧结体，备用；
7）将步骤7）制得的烧结体置于 20Pa的真空炉中进行真空热处理；然后将经真空热处理的烧结体在氩气保护的加热炉中进行保温，随即进行水淬，此真空热处理－保温－水淬的过程即为一次循环热处理，共进行四次循环热处理，即得高压油管。
在本实施例中，所述钼丝的直径为0.09mm。
在本实施例中，所述管状生坯体的内壁和外壁均与其内部的网管体平行，网管体与管状生坯体的同心度为0.05mm。
在本实施例中，所述步骤6）的加压烧结处理的施压压强为200MPa，施压时间为50分钟，所述加压烧结处理的加热温度为1500℃，加热时间为50min。
在本实施例中，所述步骤7）中的真空热处理的加热温度为850℃，加热时间为50min，保温温度为850℃，保温时间为20min。
经过材料断裂韧性测试仪检测得本实施例的钨合金材料的断裂韧性为12.8MPa·m½，现有常用的钨合金的断裂韧性一般为4.7 MPa·m½，本实施例的钨合金材料与现有的常用钨合金相比断裂韧性提高了2.7倍。
本发明的有益效果是：通过添加有钴粉和碳化钽，可以使得材料的韧性得到较大的增强，而且采用了钼丝模仿碳纳米管的结构作为增强体与其他配料烧结在一起从而将碳纳米管的高强度、高韧性的特点和短丝增韧概念结合起来，使得成品的断裂韧性能得到大大的提升，氧化钇和碳化钽的配合使用，可以有效降低烧结时的晶粒度，材料致密化极高。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种汽车高压油管，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：钨粉177-191份、钼丝26-37份、碳化硅晶须20-33份、镍粉29-36份、铁粉70-88份、纳米钛粉27-34份、钴粉22-28份、铼粉10-12份、立方氮化硼12-16份、锰粉7-10份、三氧化二铝 20-23份、锗粉11-16份、纳米金刚石8-15份、三氧化二铬30-38份、碳化钽5-11份和氧化钇5-11份。
2.如权利要求1所述的一种汽车高压油管，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：钨粉177份、钼丝26份、碳化硅晶须20份、镍粉29份、铁粉70份、纳米钛粉27份、钴粉22份、铼粉10份、立方氮化硼12份、锰粉7份、三氧化二铝 20份、锗粉11份、纳米金刚石8份、三氧化二铬30份、碳化钽5份和氧化钇5份。
3.如权利要求1所述的一种汽车高压油管，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：钨粉191份、钼丝37份、碳化硅晶须33份、镍粉36份、铁粉88份、纳米钛粉34份、钴粉28份、铼粉12份、立方氮化硼16份、锰粉10份、三氧化二铝 23份、锗粉16份、纳米金刚石15份、三氧化二铬38份、碳化钽11份和氧化钇11份。
4.如权利要求1所述的一种汽车高压油管，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：钨粉182份、钼丝30份、碳化硅晶须28份、镍粉34份、铁粉80份、镍粉30份、钴粉25份、铼粉11份、立方氮化硼14份、锰粉9份、三氧化二铝 22份、锗粉14份、纳米金刚石14份、三氧化二铬34份、碳化钽8份和氧化钇9份。
5.如权利要求1所述的一种汽车高压油管，其特征在于：所述钨粉为纳米碳化钨粉。
6.如权利要求1所述的一种汽车高压油管，其特征在于：所述钼丝的直径为0.07-0.09mm。
7.一种汽车高压油管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将钨粉177-191份、镍粉29-36份、铁粉70-88份、纳米钛粉27-34份、钴粉22-28份、铼粉10-12份、立方氮化硼12-16份、锰粉7-10份、三氧化二铝 20-23份、锗粉11-16份、纳米金刚石8-15份、三氧化二铬30-38份、碳化钽5-11份和氧化钇5-11份进行真空干燥处理，干燥温度为80-100℃，真空度为4-6Pa，干燥时间为5-15min，制得干燥粉末，备用；
2）将步骤1）制得的干燥粉末和碳化硅晶须20-33份进行球磨混料处理，球磨混料的转速为1100-1600r/min，混料时间为4-10h，制得混合材料，备用；
3）将钼丝26-37份编织成网格为正六边形的网体，制得网体，备用；
4）将步骤3）制得的网体卷曲并进行焊接处理，形成中空的网管体，制得网管体；
5）将步骤4）中的网管体放置于压模内，再倒入步骤2）制得的混合材料，然后进行压制成形处理，脱模，制得管状生坯体，备用；
6）将步骤5）制得的生坯置于烧结炉内进行加压烧结处理，冷却，制得烧结体，备用；
7）将步骤7）制得的烧结体置于 10-30Pa的真空炉中进行真空热处理；然后将经真空热处理的烧结体在氩气保护的加热炉中进行保温，随即进行水淬，此真空热处理－保温－水淬的过程即为一次循环热处理，共进行四次循环热处理，即得高压油管。
8.如权利要求7所述的一种汽车高压油管的制备方法，其特征在于：所述管状生坯体的内壁和外壁均与其内部的网管体平行，网管体与管状生坯体的同心度为0.05-0.1mm。
9.如权利要求7所述的一种汽车高压油管的制备方法，其特征在于：所述步骤6）的加压烧结处理的施压压强为180-200MPa，施压时间为40-60分钟，所述加压烧结处理的加热温度为1470-1550℃，加热时间为40-60min。
10.如权利要求7所述的一种汽车高压油管的制备方法，其特征在于：所述步骤7）中的真空热处理的加热温度为800-900℃，加热时间为40-60min，保温温度为800-900℃，保温时间为15-30min。
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