[发明专利]制造活塞环用扁钢丝及其生产和使用

说明书

本发明涉及一种用于制造活塞环的扁钢丝及其生产工艺和使用，尤其是能实现活塞环少、无切削加工的扁钢丝及其制造方法和使用。

退火1的工艺曲线图是图1；退火2和退火3的工艺曲线相同是图2；退火4的工艺曲线图是图3；定型回火的工艺曲线图是图4；扁钢丝的油淬火—回火连续生产线工艺布置图是图5。

工艺流程1的流程图是图6；工艺流程2的流程图是图7；工艺流程3的流程图是图8；工艺流程4的流程图是图9；工艺流程5的流程图是图10。

目前，国内传统的制造活塞环采用以下工艺流程1和工艺流程2两种方式生产：

以工艺流程1形式生产的铸铁活塞环寿命低、加工周期长、劳动强度大、生产效率低，金属利用率低(约20％)，成本高。

以工艺流程2形式生产的钢制活塞环，虽然寿命较前种高，但同样存在加工周期长、劳动强度大、生产效率低、金属利用率低(约30％)、成本高的缺点。

这两种生产方式在半成品2以前均为单件生产。

本发明的任务是改变目前活塞环的单件生产的状况；提供一种扁钢丝的生产工艺；由此工艺生产的扁钢丝制造活塞环能实现少、无切削加工，连续化生产；制造活塞环的工艺路线短，生产效率高，金属利用率高，活塞环使用寿命长。

为完成上述任务，本发明采用的解决方案是：生产出一种横断面与活塞环相同或相近的扁钢丝，该钢丝在有足够的强度的同时有良好的塑韧性及缠绕性能，将之绕成活塞环的形状，然后消除绕制时因塑性变形产生的应力，达到活塞环的使用性能要求。从而达到实现活塞环生产连续化或基本连续化，简化活塞环的生产工艺，提高金属利用率，提高生产效率的目的。

本发明扁钢丝采用各种弹簧钢制造，本扁钢丝的原料为热轧盘条或适当规格的圆钢丝，扁钢丝生产的工艺路线如工艺流程3所示：

如果退火过程中能保证无氧化、脱碳，则工艺流程3中的酸洗可以去除，根据成品尺寸确定退火3前的尺寸、轻拉1、冷轧1及冷轧2的尺寸；轻拉2的尺寸与成品扁钢丝的尺寸相同。成品扁钢丝的横断面尺寸与活塞环横断面尺寸相同或前者仅比后者稍大一个尺寸公差的范围。

所有的退火均在井式热处理炉内进行。

淬火、回火是影响钢丝性能的决定性因素，为保证钢丝性能均匀，淬火、回火在连续的生产线上进行，扁钢丝(5)放线后经管式炉(1)加热、油槽内(2)油冷淬火、回火炉(3)内回火、水槽(4)水冷、收线。管式炉加热温度900～950℃；油为30^#淬火机油，油温不超过80℃；回火炉采用铅浴或中温盐浴温度400～500℃。

采用本发明的生产工艺生产的扁钢丝制造活塞环的工艺路线如工艺流程4所示：

工艺流程4形式中半成品4与半成品2的外形尺寸一样，此工艺路线短、生产效率高、金属收得率高(约90％)；使用寿命不短于工艺流程2方式生产的活塞环。

在工艺流程4形式生产活塞环的工艺路线中，必须做到如下两点：

1.半成品4必须在制成后二小时内开始定型回火。

2.定型回火工艺应按图4进行，回火过程中应保证活塞环没有氧化、脱碳发生。

在本扁钢丝生产及制造活塞环的过程中，其淬火、回火工艺在生产钢丝时不进行，在绕制后进行与本发明前面所述的过程无本质区别，即亦可采用工艺流程5方式制造活塞环。

半成品5与半成品2外形尺寸无区别，扁钢丝横断面与半成品5一样。

与传统的活塞环制造工艺相比，采用本扁钢丝制造活塞环的工艺大大简化了，其前提条件是有良好扁钢丝。本发明扁钢丝冷加工后，连续淬火回火，因钢丝淬火加热前的金相组织在冷加工时已经碎化，而且加热速度快(约三分钟)，成品钢丝的组织非常细小，按国家有关金属平均晶粒度的测定方法测定，晶粒度可达10～11级。所以钢丝在具有高强度的同时，能保持良好的塑性、韧性，为活塞环的制造方式的简化和使用寿命的提高提供了保证。

本发明把活塞环的制造划分成两部分，第一部分是原材料的生产，是整个过程的关键；第二部分是活塞环的制造。通过这种改变，可以把传统的活塞环整个制造过程的生产方式均为单件生产转变成绝大部分过程连续生产甚至全连续生产。可以大大提高活塞环制造的生产效率，金属利用率。同时因绝大部分生产过程是连续化生产，整个生产工艺过程比单件生产的工艺过程容易控制，产品的均匀性更好。