[发明专利]多种金属元素混合型活塞环的制备工艺

说明书

本发明主要提供了多种金属元素混合型活塞环的制备工艺，所述活塞环主要是由铁(Fe)、碳(C)、铜(Cu)、铌(Nd)、铝(Al)、铷(Rb)、镭(Ra)、二氧化硅(SiO2)、二氧化锰(MnO2)和铍青铜混合制成。本发明设计合理，加工方便，主要通过多种金属元素混合，能有效提高活塞环本体的结构强度，避免活塞环在长期受热后，易发生碎裂的现象。

技术领域

本发明主要涉及活塞环加工的技术领域，具体涉及多种金属元素混合型活塞环的制备工艺。

背景技术

活塞环是用于嵌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。

在活塞环长期使用的过程中，都会发生活塞环本体弹性下降，严重会出现完全失去弹性的现象，而弹性下降会导致发动机密封不良，串气，烧机油，压缩比(缸压下降)影响发动机动力输出。

同时，现有的活塞环材质相对简单，导致活塞环的本体强度不足，在长时间高温条件下持续工作，会使得活塞环本体较脆，易发生开裂现象。

发明内容

本发明主要提供了多种金属元素混合型活塞环的制备工艺，用以解决上述背景技术中提出的技术问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：本发明加工步骤具体如下：

步骤一：制胚

先利用电子秤，按照60-80重量份的铁(Fe)、2.55-2.75重量份的碳(C)、1.50-1.85重量份的铜(Cu)、2.15-2.45重量份的铌(Nd)、2.15-2.32重量份的铝(Al)、2.25-2.50重量份的铷(Rb)、2.35-2.85重量份的镭(Ra)、2-3重量份的二氧化硅(SiO2)、1-2重量份的二氧化锰(MnO2)和7-8重量份的铍青铜，称取各成分，在将称取后的材料逐一加入到熔炼炉内，在1000℃-1500℃之间，锻件成粗胚；

步骤二：冷却处理

将铸态毛坯真空高压气冷淬火炉加热到650-700℃，在3×105Pa压力下连续用高纯氮气冷却，直到完全冷却后即止；

步骤三：磷化处理

磷化处理活塞环，首先用10-12％氢氧化铝溶液洗涤进行脱脂处理，温度控制在50-55℃之间，时间为11-13分钟，然后水洗；再用45-55％NaHSO4溶液洗涤进行酸洗处理，温度控制在18-20℃，时间为5-8分钟，然后水洗；采用体积比分别为2：2：1：1：45的浓度为56％的HCl、200ml/l的氧化锌、4～6g/l、1.3～1.5g/l硝酸钠、1.6～2g/l双氧水和水配制的表面活性剂溶液中，温度控制在55-62℃，浸入时间为12-15分钟；

步骤四：表面喷砂处理

对活塞环外圆活化的步骤，采用吸入式干喷砂进行喷涂前外圆的活化，砂粒种类：氧化铝，20～30目；喷射压力：0.3±0.05MPa，压缩空气须冷凝干燥；喷射距离：35±10mm，喷砂循环次数：2～3次；

工作气体：主气：高纯氮气N2，纯度98％，出口压力0.5±0.05MPa，流量2000～2200L/H；

辅气(Ⅰ)：气奥Og，纯度99.99％，出口压力0.5±0.05MPa，流量500～800L/H；

辅气(Ⅱ)：高纯氢气H2，纯度99.99％，出口压力0.5±0.05MPa，流量150～200L/H；

电源参数：电流：420～440A；电压：55～60V；