[发明专利]一种气门座圈用粉末冶金材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，涉及一种气门座圈用粉末冶金材料的制备方法。

技术背景

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。

粉末冶金不受熔炼限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它结构组分，并且在相当大的范围内根据要求进行调整，进而在力学性能上能达到与构件匹配的效果。粉末冶金机械化程度高，既能减少人员，又能提高效率，进而节约成本。以粉末冶金压制、烧结方式生产排气座圈，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。粉末冶金生产方法更易于自动化、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。由于排气座圈工作环境的特殊性，所以研究一种气门座圈用更高的抗磨损、耐腐蚀特性的粉末冶金的配方，适应不同的需要，具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种气门座圈用粉末冶金材料的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种气门座圈用粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）混料：按重量份称取菱镁矿粉60-65份、镁粉15-20份、硫酸钡4-8份、二硫化钼10-15份、滑石粉10-20份、镍粉3-11份、氮化硅4-9份、碘化亚铜10-15份、硅酸钙陶瓷粉10-15份、丁腈乳液10-20份、氧化铝3-8份、纳米氮化硅2-8份、石墨粉4-8份、硼化铪1-6份、氟化铈6-8份、硒化镉6-7份、助剂12-16份，将按所述比例配备的原材料粉末使用混料机混合，混料时间30-60分钟，得到混合粉末；

（2）压制：将混合粉末送入成形机，通过成形模具在压力5-6吨/cm²条件下压制成保证成品密度不小于5.6g/cm³的生胚；

（3）热压烧结成型：将该压坯固定在支撑钢背上，将烧结炉的温度控制在850-950℃，烧结压力控制在4-5MPa，并施加氢气保护烧结3小时，得到成品。

按重量份称取菱镁矿粉63份、镁粉18份、硫酸钡6份、二硫化钼13份、滑石粉15份、镍粉7份、氮化硅6份、碘化亚铜13份、硅酸钙陶瓷粉13份、丁腈乳液15份、氧化铝5份、纳米氮化硅5份、石墨粉6份、硼化铪4份、氟化铈7份、硒化镉6.5份、助剂14份。

所述助剂由双十四碳醇酯、季戊四醇三丙烯酸酯、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯按照重量比3：5：6：2组成的。

所述镍粉为羰基镍（Ni）粉，该羰基镍（Ni）粉的粒度为不大于5微米。

所述烧结炉的温度控制在900℃，烧结压力控制在4.5MPa。

本发明具有以下有益效果：本发明通过优化的原料组合，合理设置配比和生产工艺，形成的气门座圈用粉末冶金材料具有较好的综合力学性能，不仅具有较高的强度和硬度、耐磨性好的特点，又保持良好的抗疲劳，合金的质量稳定均一，提高了耐高温的特性。

具体实施方式

实施例1

一种气门座圈用粉末冶金材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）混料：按重量份称取菱镁矿粉60份、镁粉15份、硫酸钡4份、二硫化钼10份、滑石粉10份、镍粉3份、氮化硅4份、碘化亚铜10份、硅酸钙陶瓷粉10份、丁腈乳液10份、氧化铝3份、纳米氮化硅2份、石墨粉4份、硼化铪1份、氟化铈6份、硒化镉6份、助剂12份，将按所述比例配备的原材料粉末使用混料机混合，混料时间30分钟，得到混合粉末；所述助剂由双十四碳醇酯、季戊四醇三丙烯酸酯、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯按照重量比3：5：6：2组成的。