CN1670406A - 一种内燃机涡轮增压器用的密封环及其制造方法 - Google Patents

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黄若
李珍计
莫彪
李文锋
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Abstract

本发明公开了一种内燃机增压器用的密封环及其制造方法，它含有碳、硅、铬、钼、铁，其化学成分组份百分比是：碳(C)1－1.4％；硅(Si)0.6－1.3％；铬(Cr)11－15％；钼(Mo)1－1.4％；铁(Fe)79.5－85％，密封环线切口后，将其套入用带有插片的工装上一起用铸铁屑包好，经多次不同的热处理方法进行处理，这种密封环不仅在高温、高速、冲击和震动以及高频次旋转磨擦的条件下磨损量小，而且该密封环自由开口不易产生变形，因此该铬钼合金密封环不仅具有很好的稳定性、耐磨性和密封性，而且其密封环价格适中合理。

Description

一种内燃机涡轮增压器用的密封环及其制造方法
                     技术领域
本发明涉及一种内燃机涡轮增压器用的密封环，尤其是一种铬钼铸钢合金密封环，本发明还涉及其铬钼铸钢合金密封环自由开口定型的制造方法。
                     背景技术
汽车工业是国民经济的支柱产业，内燃机是汽车的心脏，而内燃机增压是当今世界内燃机技术发展的主流，是强化内燃机性能的最主要途径，在内燃机上配装有涡轮增压器，不仅能提高内燃机的输出功率30-100％，而且能减少尾气排放有害气体10％以上，降低内燃机油耗5-10％。因而可节约能源，改善环境，大大提高了汽车使用的经济性。密封环是涡轮增压器中的一个主要关键的零件，它的质量好坏直接影响增压器的工作性能，由于密封环它要承受高温，冲击，震动以及高频次的旋转磨擦，因此，它不仅需要有很高的尺寸精度，而且需要有很高的工作稳定性，耐磨性和密封性。目前，涡轮增压器中使用的密封环种类比较多，如德国KKK公司生产的涡轮增压器用密封环虽然其稳定性、耐磨性、密封性好，但其密封环价格昂贵；而国内涡轮增压器用合金铸铁、高强度球墨铸铁、不锈钢生产的密封环虽然其价格较低，但密封环容易磨损，热变形较大，其稳定性、耐磨性、密封性不强，使用寿命短；再是密封环上的自由开口还是采用传统的机械加工方法加工，密封环在工作一定时间后，自由开口宽度尺寸变大，自由开口容易产生变形，使其密封环密封性降低，缩短使用寿命，增加成本。
                     技术内容
针对上述涡轮增压器用的国产密封环存在的稳定性、耐磨性、密封性不强和进口密封环价格昂贵的问题，本发明提供了一种其稳定性、耐磨性、密封性好，且其价格又适中的铬钼铸钢合金密封环，本发明还提供了一种密封环上自由开口不容易产生变形，确保其密封环自由开口处密封性的自由开口定型制造方法。
为了解决上述技术问题，本发明设计了一种铬钼铸钢合金的密封环，它含有碳、硅、铬、钼、铁，其化学成份组份百分比是：碳(C)1-1.4％；硅(Si)0.6-1.3％；铬(Cr)11-15％；钼(Mo)1-1.4％；铁(Fe)79.5-85％。其密封环熔炼铸造加工制造方法步骤是：
1、按上述成份要求采购铸钢生铁、硅铁、铬铁、钼铁；
2、根椐上述各种铁合金中含碳、硅、铬、钼、铁含量和其元素烧损率进行配料，计算出各种铁合金的重量配比，称量各种铁合金的重量；
3、将已称量好的上述铁合金加入到已预热的工频炉中，升温到1300℃-1500℃；
4、升温到1500℃时，加入其合金总量0.2％-0.5％的稀土硅铁合金进行晶粒细化处理；
5、继续升温到1600℃，去除浮渣和杂物，加入覆盖保温剂，在1500±10℃时，浇铸到铸型中；
6、铸型冷却后，切除坯料浇冒口，将坯料加入热处理炉中，加热到960℃保温7小时后，随炉冷却到590℃时再保温4小时，而后随炉冷却到室温出炉；
7、将密封环坯料进行清理后，取样进行压硬度和金相组织分析检测，其维氏硬度为：HV360-440；其金相组织为：回火马氏体(回火索氏体)和均匀分布的断续网状碳化物；自由开口切向弹力为：5-20N；
8、对坯料进行粗车、粗磨；
9、将已粗加工的密封环进行线切开口，切成各种开口宽度不同的密封环；
为了解决上述密封环自由开口在使用中容易变形的技术问题，本发明还提供了一种密封环自由开口定型的制造方法，其步骤是：
10、将相同自由开口宽度的密封环套入带有与开口宽度相同的插片的工装上；
11、将上述密封环和工装一起用铸铁屑包扎好，放入热处理炉中均匀加热到600±10℃，保温3-4小时后随炉冷却到室温；
12、继续加热到600±10℃，保温3-4小时后随炉冷却到200℃以下出炉；
13、继续加热到480±10℃，保温2-4小时后，随炉冷却到100±10℃，将密封环撒升在空中冷却；
14、进行精磨加工，按图纸要求进行100％的尺寸、透光和自由开口弹力检验，合格后，包装入库。
本发明采用铬钼铸钢合金生产的内燃机涡轮增压器用的密封环，其热处理维氏硬度为HV360-440，在同样高温、高速、冲击和震动以及高频次旋转磨擦的条件下磨损量为现有国产密封环的40％以下，再是该密封环自由开口在高温、高速、冲击和震动以及高频次磨擦旋转条件下不易产生变形，确保了自由开口处的密封性，密封环的性能达到了进口密封环水平，其价格与国产密封环相近，因此该铬钼合金密封环不仅具有很好的稳定性、耐磨性和密封性，提高了涡轮增压器的工作性能和使用寿命，而且其价格适中合理。
                   具体实施方式
实施例1
本发明铬钼铸钢合金密封环，它含有碳、硅、铬、钼、铁，其化学成份组份百分比是：碳(C)1％；硅(Si)0.6％；铬(Cr)11％；钼(Mo)1％；铁(Fe)85％；按上述其密封环熔炼铸造加工制造方法步骤加工而成。经检测，其维氏硬度为：HV380，自由开口切向弹力为：11N，单个质量磨损为：0.0005g。
实施例2
本发明铬钼铸钢合金密封环，它含有碳、硅、铬、钼、铁，其化学成份组份百分比是：碳(C)1.2％；硅(Si)1％；铬(Cr)13％；钼(Mo)1.25％；铁(Fe)82.3％；按上述其密封环熔炼铸造加工制造方法步骤加工而成。经检测，其维氏硬度为：HV410，自由开口切向弹力为：16N，单个质量磨损为：0.0004g。
实施例3
本发明铬钼铸钢合金密封环，它含有碳、硅、铬、钼、铁，其化学成份组份百分比是：碳(C)1.4％；硅(Si)1.3％；铬(Cr)15％；钼(Mo)1.4％；铁(Fe)79.5％；按上述其密封环熔炼铸造加工制造方法步骤加工而成。经检测，其维氏硬度为：HV420，自由开口切向弹力为：17N，单个质量磨损为：0.0003g。

Claims (5)

1、一种内燃机涡轮增压器用的密封环，其特征是：它含有碳、硅、铬、钼、铁，其化学成份组份百分比为：碳(C)1-1.4％；硅(Si)0.6-1.3％；铬(Cr)11-15％；钼(Mo)1-1.4％；铁(Fe)79.5-85％。
2、根椐权利要求1所述的一种内燃机涡轮增压器用的密封环，其特征是：所述碳、硅、铬、钼、铁其化学成份组份百分比为：碳(C)1％；硅(Si)0.6％；铬(Cr)11％；钼(Mo)1％；铁(Fe)85％。
3、根椐权利要求1所述的一种内燃机涡轮增压器用的密封环，其特征是：所述碳、硅、铬、钼、铁其化学成份组份百分比为：碳(C)1.2％；硅(Si)1％；铬(Cr)13％；钼(Mo)1.25％；铁(Fe)82.3％。
4、根椐权利要求1所述的一种内燃机涡轮增压器用的密封环，其特征是：所述碳、硅、铬、钼、铁其化学成份组份百分比为：碳(C)1.4％；硅(Si)1.3％；铬(Cr)15％；钼(Mo)1.4％；铁(Fe)79.5％。
5、一种制造权利要求1所述的内燃机涡轮增压器用的密封环的制造方法，它包括：
(1)、按上述成份要求采购铸钢生铁、硅铁、铬铁、钼铁；
(2)、根椐上述各种铁合金中含碳、硅、铬、钼、铁含量和其元素烧损率进行配料，计算出各种铁合金的重量配比，称量各种铁合金的重量；
(3)、将已称量好的上述铁合金加入到已预热的工频炉中，继续升温到1300℃-1500℃；
(4)、升温到1500℃时，加入其合金总量0.2％-0.5％的稀土硅铁合金进行晶粒细化处理；
(5)、继续升温到1600℃，去除浮渣和杂物，加入覆盖保温剂，在1500±10℃时，浇铸到铸型中；
(6)、铸型冷却后，去除坯料浇冒口，将坯料加入热处理炉中加热到960℃保温7小后，随炉冷却到590℃时再保温4小时，随炉冷却到室温出炉；
(7)、将密封环坯料进行清理，取样进行压硬度和金相组织分析检测，其维氏硬度为：HV360-440；其金相组织为：回火马氏体(回火索氏体)和均匀分布的断续网状碳化物，自由开口切向弹力为：5-20N；
(8)、对坯料进行粗车、粗磨；
(9)、将已粗加工的密封环进行线切开口，切成各种开口宽度不同的密封环；
其特征是：
(10)、将相同自由开口宽度的密封环套入带有与开口宽度相同的插片的工装上；
(11)、将上述密封环和工装一起用铸铁屑包扎好，放入热处理炉中均匀加热到600±10℃，保温3-4小时后随炉冷却到室温；
(12)、继续加热到600±10℃，保温3-4小时后随炉冷却到200℃以下出炉；
(13)、继续加热到480±10℃，保温2-4小时后，随炉冷却到100±10℃，将密封环撒升在空中冷却。
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