[发明专利]一种压制烧结进气座圈用粉末冶金材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉末冶金材料，特别是涉及一种压制烧结进气座圈用粉末冶金材料。

背景技术

传统的气门座圈是利用将各种合金元素熔化浇铸而成，因为浇铸是高温熔化，这样当冷却到室温时，由于芯部与边缘的冷却速率不同，内应力较大，容易产生加工和使用变形。由于配方中有不同密度的金属，在熔化过程中不可能完全均匀的化合、溶解，密度高的必然沉入下层，密度低的金属化合物必然浮于上层，这样就造成了成分的偏析，组织不均匀，软硬不均匀导致磨损不均匀，造成密封面漏气，降低功率，增加能耗及尾气排放。在浇铸件中很有可能有部分夹杂和气泡没有排出，这样就造成产品内部会有气孔产生，造成机械强度的下降，密封面漏气，严重的发生断裂。浇铸件由于是熔化状态生产，能耗高，效率低，并且有部分耐高温抗磨损的合金元素无法加入。

以粉末冶金压制、烧结方式生产进气座圈，其烧结温度相对低，材料利用率高，少切削，解决了以往浇铸件容易产生组织内应力、成分偏析和内部气孔等问题，并且可以根据不同的厂家不同产品的需求进行调整，以满足用户的需求。粉末冶金生产方法跟易于自动化、大批量生产，有利于扩大生产规模，减少投资费用，提高经济效益。

现有压制烧结进气座圈用粉末冶金材料的材料中通常使用的润滑剂是硬脂酸锌。使用硬脂酸锌作为润滑剂，在烧结过程中，硬脂酸锌受热挥发，会在炉膛壁上形成结垢(主要为氧化锌和还原金属锌)。每隔一定的时间就必须将附着在炉膛壁上的挥发物铲除掉，在这个过程中，会对炉膛造成伤害，影响炉膛的使用寿命。在粉末冶金中，润滑剂除了有良好的润滑性能外，还要求在脱蜡过程中尽可能从烧结零件中完全挥发掉。硬脂酸锌在加热到500℃时，并不能完全挥发，仍有15％左右残留在零件中，带入到后面高温区才能完全挥发，不利于零件在高温烧结时的合金化。

发明内容

本发明的目的是提供一种压制烧结进气座圈用粉末冶金材料，使用该材料进行粉末冶金方法生产进气座圈，在烧结过程中不易在炉膛壁结垢，可免于为炉膛清理污垢，提高炉膛使用寿命，同时在高温烧结时利用组织合金化。

本发明的技术方案是这样的：

一种压制烧结进气座圈用粉末冶金材料，其特征在于，包括质量组分C：0.8～1.3％、Cr：1.5～3.0％、Mo：1.0～3.0％、Co：3.0～6.5％、Ni：0.5～2.0％、MnS：0.8～1.5％、P：0.05～0.3％、V：0.2～0.5％、脂肪酸二酰胺：0.3～2.0％、余量为Fe和不可避免的杂质。

优选地，所述压制烧结进气座圈用粉末冶金材料还包括防偏析剂。

优选地，所述压制烧结进气座圈用粉末冶金材料还包括易切削剂。

本发明所提供的技术方案的优点在于，使用脂肪酸二酰胺替代原有硬脂酸锌作为润滑剂，在烧结中脂肪酸二酰胺受热挥发，完全气化，没有残渣留在炉膛内，在500℃时，脂肪酸二酰胺挥发率为98.9％，基本无残留，有利于后续高温区的合金化烧结过程。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

本发明中Cr和Mo是提高淬透性的元素，由此具有提高烧结体强度的耐磨性效果。过低的元素质量百分比含量起不到应有效果，元素百分比含量过高则由于各粒子硬度增加，加压成型时压缩性降低，降低烧结体强度及密度，而且会增加生产成本。本发明使用脂肪酸二酰胺替代原有硬脂酸锌作为润滑剂添加，由于脂肪酸二酰胺在烧结中受热挥发，完全气化，没有残渣留在炉膛内，解决了在烧结过程中，炉膛壁上形成结垢(主要为氧化锌和还原金属锌)的问题，同时脂肪酸二酰胺在500℃时，挥发率为98.9％，基本无残留，有利于后续高温区的合金化烧结过程。

下表为各个实施例的材料配比(质量百分比)：

进气座圈的制备工艺为：配料——混合——压制——生坯检测——烧结——烧坯检测——煮油——包装入库。制得的座圈成品耐高温达到800℃以上，台架试验300小时以上，不出现塌陷及变形。

下表为各个实施例成品检测指标：

另外在粉末金属材料中添加了防偏析剂和易切削剂，解决了各种元素混合在一起后产生的偏析情况，并且有利于切削，保证切削面的尺寸精度和表面粗糙度。