合金线材制备涡轮密封环的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及涡轮增压器密封环技术领域，尤其涉及一种新型合金线材制作涡轮密 封环的制备工艺即合金线材制备涡轮密封环的方法。
【背景技术】
[0002] 密封环是涡轮涡轮增压器上重要零件之一，它广泛用于柴油内燃机、汽油机的涡 轮增压器的油气密封。
[0003] 随着科技高速发展的今天，汽车及使用类似发动机的机器的需求量也不断上 升。因而带动了密封环市场的需求，但作为密封环制造企业一般还是延习传统的制作工 艺，即：按要求的化学成分配置，熔炼铸成合金棒料获得密封环原材料；然后经过粗车-钻 孔-精车-热处理-粗磨外圆、内圆-切开口 -热定型-切片-磨两平面-精磨外圆等工 艺流程得到密封环成品。整个工艺流程比较原始，制造出来的密封环除合格率相对比较低 外，产量也上不去，既浪费了材料成本也浪费了人力成本。
【发明内容】
[0004] 本发明针对现有技术的上述不足，提供一种能克服因密封环制造工艺的落后而使 密封环合格率相对比较低、产量上不去，浪费材料成本和人力成本缺点的合金线材制备涡 轮密封环的方法。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用以下方案来实现：一种合金线材制备涡轮密 封环的方法，制备步骤包括：
[0006] (1)选择一种其化学成分符合密封环特性的国标（或定制非标）圆线材，经过机械 辗压成矩形截面的线材获得密封环的原材料；初始成型的矩形截面的几何尺寸在辗压过程 中通常依据密封环截面尺寸的四边而增加〇. 16mm-0. 20mm的磨削余量，来保证密封环制备 工艺的可操作性；然后使用绕簧机将矩形截面的线材绕成弹簧状的独立个体；
[0007] (2)获得弹簧状个体后，按弹簧状工件的中心线进行切割，得到多个（形似弹簧垫 圈样）密封环初环；
[0008] (3)将步骤⑵所得到的形似弹簧垫圈样的密封环初环，根据材质的不同而选择 不同的热处理工艺进行热处理；具体为将初环送入淬火炉内随炉逐步升温至临界点时，保 温约0. 5-2h后出炉空冷（空气冷却）或油冷（淬火油冷却）；然后进入回火工序，即将淬 火后的初环在开口处插入与设计的自由开口一致厚度的铁片（回火工艺实际就是热定型 工艺，插入一个铁片是为了控制初环在炉内受热收缩后，保证初环出炉后自由开口和密封 环设计要求一致，处理完后需要去除铁片，不同型号的密封环，其使用的铁片厚度是不一样 的）后，并用工装压平，然后送入回火炉内随炉逐步升温至临界点，保温1.5-4小时后出炉 空冷，得到回火硬度HRC40-47及平整的自由开口符合设计要求初环；
[0009] (4)将步骤（3)所得到的初环，进行平面磨削，得到所要求的厚度和平行度；
[0010] (5)将步骤⑷所得到的初环，进行精密外圆磨削，得到所要求的外圆尺寸；
[0011] (6)将步骤（5)所得到的初环，进行内圆磨削，得到所要求的壁厚尺寸；此时成品 成型。
[0012] (7)按设计要求对制成的成品进行100 %透光尺寸自由开口检验，合格后包装入 库。
[0013] 在本发明中，所述步骤（1)中其化学成分符合密封环特性的国标（或定制非标） 圆线材可以为市售牌号可以有3Crl3不锈钢、4Crl3不锈钢、W-Mo合金、CrMo合金（如30、 20或40CrMo合金钢等）等这些材料，通过常温辗压机辗压成型后，相比其他形式制成的原 材料其组织密度要高，因而其机械性能也优于其他形式制成的原材料，这个发明是整个密 封环制造领域是没有的。
[0014] 本发明步骤（1)会根据矩形截面尺寸的总和来尽量选择圆截面的周长相等的尺 寸有偏差的会选择圆周长略大于矩形长宽的总和，只是后续加工余量多一点而已。例如：已 知矩形截面尺寸是2*1那么尺寸总和是：（2+l)X2 = 6那么我们就选择周长6或略大于6 的圆线材，计算下来就是6 =R*3. 14159R= 6/3. 14159 = 1. 91这样算下来直径1. 91的 圆线材可能没有那么我们就会选择直径2. 0的圆线材，通过数控碾压设备连续碾压成矩形 其截面尺寸会略大于2*1，多出来的部分可以机加掉。
[0015] 在本发明中，所述步骤（1)中一种新型合金线材制作涡轮密封环的制备工艺，其 绕簧工艺是传统密封环制备工艺中没有的，而传统的密封环的制备是通过铸造好的棒料 (实心棒材、直径大致与密封环直径相当），经过粗车-钻孔（轴向钻孔）-精车内、外圆以 及车端面-切断的一系列工序才能得到制备密封环初环的筒子（此处的筒子为内部设轴向 通孔、外壁为一个材料整体的圆柱状的一个筒子，具体见图7-8,先轴向切割一个密封环的 切口，然后再通过多次径向线切割切片可得到20个初环）。本发明所述的绕簧工艺绕成弹 簧状的独立个体（即弹簧状的筒子，具体见图2仅仅需要一次沿着中心线切割）也可以得 到20个初环（具体见图3-6)。从生产效率、材料成本、设备及工具损耗以及人力成本作比 较，绕簧工艺制备密封环初环的簧状筒子显然要比机加工得到的密封环初环的筒子的工艺 要独特的多。从下面对比表中，可直接反应出本发明的独特性和创新性。
[0016] 在本发明中，所述步骤（2)中一种新型合金线材制作涡轮密封环的制备工艺，其 一个簧状筒子可以等同一个传统密封环制备工艺的密封环机制筒子。但在制备过程中， 本发明的一个簧状筒子只需延外圆中心线一次切开口就能得20个密封环初环（不需要分 片），而传统的密封环机制筒子除了要切开口外，还必须往复切割进行分片才能得到20个 密封环初环。对比本发明制备工艺和传统制备工艺，其加工设备使用的线切割机，从机械制 造行业的角度来说，线切割加工相比其他设备的加工同一零件，线切割加工成本要高出近 20倍。本发明却最大限度的避免了线切割机的使用频率，节约了生产成。从附图7-8的切 割轨迹我们可以计算出本发明的簧状筒子和传统的机制筒子，在同样得到20个密封环初 环的加工过程所发生的轨迹线长短推出其结果（以筒子外径20mm长度45mm为例），那么簧 状筒子的切割轨迹长度就是45mm。而传统机制筒子的切割轨迹是45mm+20mm*21 = 465mm， 计算得出传统筒子线切割成本比簧状筒子的线切割成本高10倍多，成本也增加了 10%以 上。
[0017] 本发明中，所述步骤（4) (5) (6) (7) (8)所描述的制备工艺和传统的制备方法无 异。
[0018] 本发明的优点和有益效果；本发明所描述的一种新型合金线材制作涡轮密封环的 制备工艺，首先从原材料开始，由于本发明的原材料是选用国标（或定制非标）圆线材经过 了辗压过程，其组织密度和机械性能显然要优于传统铸造工艺生产出来的原材料。因而，在 密封环制造中，本发明减少了材料的浪费，提高了工作效率，降低了生产成本。由于原材料 的选择简便了上述（1) (2) (3)步骤的制备工艺，同样达到了减少了材料的浪费，提高了工 作效率，降低了生产成本的有益效果。另外，更为关键的是本发明通过对每种金属原料特定 的热处理参数的设置，获得设计硬度的产品，从而弥补由于辗压、绕簧等工序对材料机械性 能的损伤，获得的最后产品具有硬度高，机械性能好，能满足密封环使用环境要求而且还能 实现有效节约制备工序和劳动强度的优点。
【附图说明】
[0019] 图1本发明实施例密封环截面结构示意图。
[0020] 图2本发明线材绕制成弹簧状的独立个体的结构示意图。
[0021] 图3本发明切割成单个密封环的主视图结构示意图。
[0022] 图4本发明切割成单个密封环的竖向结构示意图。
[0023] 图5本发明切割成单个密封环的结构示意图。
[0024] 图6本发明多个密封环的结构示意图。
[0025] 图7传统工艺密封环结构示意图。<