[发明专利]一种减震器活塞及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种减震器活塞，具体涉及一种粉末冶金减震器活塞及其制备工艺，属于粉末冶金技术领域。

背景技术

活塞作为汽车中必不可少的配件，在汽车中起着很大的作用。汽车悬挂系统中通常都安装有减震器，而活塞作为减震器必不可少的组件，不停地在减震器缸筒中做往复运动，控制里面的流量开启与关闭。频繁的往复运动就不可避免的要求活塞具有高耐磨，高密度等特点。粉末冶金作为一项成熟的技术，在汽车零配件的制作上提供了极大的帮助。

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金包括制粉和制品。其中制粉主要是冶金过程，和字面吻合。而粉末冶金制品则常远远超出材料和冶金的范畴，往往是跨多学科(材料和冶金，机械和力学等)的技术。尤其现代金属粉末3D打印，集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，使得粉末冶金制品技术成为跨更多学科的现代综合技术。

而传统的汽车减震器活塞是采用锌合金压铸成型，机加工车削、清洗包装成品，缺点是由于压铸件的公差精度很难达到技术要求，须机加工来保证产品的同心度、垂直度及活塞外径的密封环尺寸。传统的制作工艺不仅工序复杂，耗费人力和能源，而且往往达不到产品标准需求。同时，连接活塞与连杆的螺丝的螺纹也容易在长期的往复运动中产生松动，存在安全隐患，严重的会发生安全事故。

针对传统锌合金减震器活塞硬度低，不耐磨等缺点，中国专利(ZL201210415179.8)公开了一种采用铁基粉末冶金方法制得减震器活塞杆，提高了产品气密度和产品密度。然而，铁基粉末冶金并不能很好解决减震器活塞硬度、耐磨性和压溃强度等问题。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种高耐磨、高硬度、高强度的减震器活塞。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种粉末冶金减震器用活塞，所述的减震器用活塞由如下成分及其质量百分比组成：锡青铜粉36％-45％、碳粉0.5％-1.3％、硫化锰0.5％-1.0％、二氧化铈0.2％-0.3％、碳化硼3％-6％、余量为铁粉。

现有技术中采用的多为铁基粉末冶金或铜基粉末冶金，铁基粉末冶金材料抗压强度高、硬度大，可以承受较高的载荷，耐磨性较好；铜基粉末冶金材料摩擦因数小、噪声小、耐蚀性好、工作平稳，但承载能力相对较差。本发明材料组分中，锡青铜粉与铁粉的质量比接近1:1，脱离了传统铁基粉末冶金或铜基粉末冶金中铁粉含量或铜粉含量远远高于其他组分的现象，为铁-铜基粉末冶金，糅合了铁基粉末冶金和铜基粉末冶金的优点。碳化硼的加入使得产品铁相转变为硼铁相，进一步提高产品的摩擦系数，即耐磨性。然而加入过量的碳化硼会增加产品的孔隙度，反而降低了硬度，所以本发明中加入稀土材料二氧化铈，能细化晶粒，优化烧结过程，使其在烧结过程中对材料进行改性，提高烧结质量，提高材料的压溃强度、硬度、减摩和耐磨性。硫化锰作为常用的切削剂而被广泛使用。

作为优选，在活塞成分中，锡青铜粉与铁粉的质量比为0.8-1.0:1。锡青铜粉与铁粉的质量比决定了本发明是铁-铜基粉末冶金，在硬度与耐磨性能上远高于其他材料配比。

作为优选，在活塞成分中，铁粉粒径为120-160目，锡青铜粉粒径为180-200目。铁粉与锡青铜粉的粒径差异可以充分减少材料间的空隙，提高产品密度。

本发明在合理选用材料配比的同时还提供了另一种技术方案：

一种粉末冶金减震器用活塞的制备工艺，所述的方法包括如下步骤：

(1)配料：按上述活塞的成分及其质量百分比称取原料，将原料混合后研磨成混料，将混料压制成型得活塞毛坯；

(2)烧结：将活塞毛坯在900-1000℃下烧结，然后匀速降温至室温，得活塞坯件；

(3)水蒸气雾化：将降温后的活塞坯件先浸油、精整，清洗后进行雾化操作，在活塞坯件表面形成厚度为0.004-0.007mm的保护膜，得活塞成品。