[发明专利]一种耐磨性好的粉末冶金活塞环材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种粉末冶金技术领域，具体是一种耐磨性好的粉末冶金活塞环材料及其制备方法。

背景技术

活塞环(Piston Ring) 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耐磨性好的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：

一种耐磨性好的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：Cr7.3-7.8、Mn1.4-1.7、Si0.4-0.6、Te1.3-1.5、Sb2O30.2-0.3、TeO20.1-0.3、碳黑2.3-2.4、硬酯酸锌3.4-3.8、助剂1.3-1.5、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KH550 2-3、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。

所述的耐磨性好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℃下混合研磨60-90分钟后，装入模具，460-470Mpa下压制成坯；

（2）将压坯放在烧结炉中，以200-220℃/小时速率升温至1150-1250℃条件下烧结2-3小时；然后以150-160℃/小时速率降温至650-700℃条件下烧结2-3小时；

（3）将压坯送入蒸汽处理炉中， 在530-540℃下蒸汽处理40-50分钟；取出，

（4）将压坯送入30-40℃水中冷却，取出，再在180-210℃下保温2-3小时，取出自然冷却至室温；

（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。

本发明生产的活塞环耐磨性好、韧性高、抗弯强度大、热稳定性好、不易折断，生产的毛坯废品低，有利于大规模工业化生产。

具体实施方式

一种耐磨性好的粉末冶金活塞环材料，由下列重量百分比的原料制成：Cr7.8、Mn1.4、Si0.4、Te1.5、Sb2O30.3、TeO20.1、碳黑2.3、硬酯酸锌3.8、助剂1.3、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KH550 3、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。

耐磨性好的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℃下混合研磨60-90分钟后，装入模具，460-470Mpa下压制成坯；

（2）将压坯放在烧结炉中，以200-220℃/小时速率升温至1150-1250℃条件下烧结2-3小时；然后以150-160℃/小时速率降温至650-700℃条件下烧结2-3小时；

（3）将压坯送入蒸汽处理炉中， 在530-540℃下蒸汽处理40-50分钟；取出，

（4）将压坯送入30-40℃水中冷却，取出，再在180-210℃下保温2-3小时，取出自然冷却至室温；

（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67～69，抗弯强度达1300～1420MPa，冲击韧性达7.3-9J·cm-2。