专利名称：用于制造活塞环的耐磨金属材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种耐磨金属材料。
用该耐磨金属材料制造活塞式发动机中的关键零件-----活塞环，既可以提高环的使用性能，又大大简化了它的制造工艺。
背景技术：
活塞环-----活塞式发动机上的A类零件，是关键零部件之一。
它是内燃机工业中最早的分支之一，在为数众多的内燃机零件中，活塞环是使用条件最苛刻的零件，它的使用性能的好坏对发动机整体性能及汽车尾气的排放具有决定性的影响。
活塞式发动机诞生百余年，活塞环也生产了百余年，但由于活塞环零件的特殊性，时至今日，它的制造材料和制造工艺却变化不大。目前，活塞环行业的生产均采用成熟传统工艺，所用材料绝大多数为铸铁。活塞环成品要用铸铁毛坯经过一系列机械加工而成。为提高环的耐磨性，环的外表面最后必须进行镀铬(或喷钼)等处理，其工艺特点造成了①工序多(约50道)，加工设备种类与数量多、加工周期长。
②环境污染大。
③生产场地大、基础设施庞大。
④生产成本高。
另外，镀铬(或喷钼)层厚度只有0.1～0.15毫米，该表面耐磨层磨损完之后，整个环的磨损速度将会大大加快，环的使用性能很快就会丧失，而且这种镀铬(或喷钼)环还存在使用过程中局部脱落并引起拉缸的问题。
为解决上述问题，国内外尚一直在努力，目前尚未取得根本性突破。
本发明的技术就很好地解决了以上这些难题。
发明内容
为了更进一步地提高活塞环的耐磨性能，简化活塞环的生产工艺，降低成本，解决常规活塞环镀铬工艺造成的环境污染问题，本发明研制成功一种新型耐磨金属材料，以取代现有的常规活塞环制造材料。
该材料的具体组成成份及各组份的含量(重量百分比)如下硼2～13％，镍3～27％，余量铁该材料的基本性能参数如下密度7.2g/cm3硬度50HRC～68HRC抗弯强度900～1400MPa弹性模量235GPa本发明的使用效果是提高了活塞环的使用寿命，简化了活塞环的生产工艺流程，省去了电镀工序，从而避免了环境污染问题。
本发明涉及的耐磨金属材料采用粉末冶金的工艺方法进行生产。活塞环毛坯直接由粉末压制、烧结而成，无须切削加工，因而生产效率高，工艺简单，生产成本低。
用该方法制成的活塞环无须进行任何表面处理，因而彻底解决了常规活塞环生产中电镀工序对环境造成污染的问题。
由于在制造过程中可以人为地制造少量孔隙，增强了活塞环实际工作过程中的储油性能，因而零件的减磨性能得到提高，这正是活塞环所希望得到的品质，而且由于本体材料的硬度较高，使得该种活塞环的耐磨性能比常规的镀铬(或喷钼)环要高。
汽车的实际路试结果已证明，该种环的使用寿命至少是普通镀铬环寿命的3倍。
具体实施例方式
该材料是通过下述方法制得的将一定含硼量的硼铁合金粉加入适量的镍粉，使之达到要求的成份配比，然后加入适量的汽油或酒精作球磨介质进行球磨，时间15～20小时，将球磨后得到的粉料进行干燥、掺胶即得到压制粉料。把适量的该压制粉料装入活塞环压模中进行压制成型制得压坯，再将该压坯置于烧结炉中，在1100～1250℃的温度下烧结20～40分钟即得到了活塞环毛坯，该毛坯经后续简单机械加工就可制得成品活塞环。
下面给出一个具体的实施例取粒度60目、含硼量12％的硼铁合金粉1000克，加入100目镍粉250克，此时各组份的含量为硼9.6％ 镍20％ 余量铁。
将上述混合料装入球磨机中，加入适量的汽油或酒精作球磨介质进行球磨，时间15小时，将球磨后得到的粉料进行掺胶、干燥即得到压制粉料。把称量后的该压制粉料装入活塞环压模中进行压制成型制得压坯，再将该压坯置于烧结炉中，在1200℃的温度下烧结20分钟即得到了活塞环毛坯，该毛坯经过平面磨削、外圆磨削、外圆珩磨后就制得了成品活塞环。此时，材料的性能参数如下密度7.2g/cm3硬度65HRC抗弯强度1100MPa弹性模量235GPa
权利要求
1.一种用于制造活塞环的耐磨金属材料，其特征是材料的组成成份和各成份的含量(重量百分比)为硼2～13％，镍3～27％，余量铁
2.根据权利要求1所述的用于制造活塞环的耐磨金属材料，其特征是该材料是采用粉末冶金的工艺方法制造。
全文摘要
一种用于制造活塞环的耐磨金属材料，材料的组成成分和各成分的含量(重量百分比)为硼2～13％，镍3～27％，余量铁，该耐磨金属材料采用粉末冶金的工艺方法生产。用该材料生产活塞式发动机的活塞环，可使环的使用性能得到提高，生产工艺简单，并且无须进行镀铬、喷钼等表面处理。
文档编号B22F5/02GK1506488SQ02154660
公开日2004年6月23日 申请日期2002年12月6日 优先权日2002年12月6日
发明者吴立新 申请人:吴立新