一种高耐磨性、高抗折断性、高硬度活塞环材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属材料领域，特别涉及一种高耐磨性、高抗折断性、高硬度活塞环材 料，还涉及该材料的制备方法。
【背景技术】
[0002] 活塞环材料品种繁多、性能各异。选择活塞环的材料要考虑其使用条件、性能要求 和环别等因素。一般说内燃机活塞环材料应满足下列要求：在高温下具有足够高的机械强 度；耐磨且摩擦系数小；不易产生粘着，容易磨合；加工方便，价格便宜。这样，就要求活塞 环材料应具有一定的强度、硬度、弹性、耐磨性（包括贮油性）、耐蚀性、热稳定性和工艺性 等。随着国IV、排放标准的实施，及国V发动机的技术贮备，对活塞环材料提出了新的要求。
【发明内容】
[0003] 发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于一种高耐磨性、高抗 折断性、高硬度活塞环材料。
[0004] 技术方案：本发明提供的一种高耐磨性、高抗折断性、高硬度活塞环用材料，包括 以下重量百分比的组份：c2. 6~3. 3%，Si3. 6~4.8%，Mn0.6~1.2%，Cu0.8~ 1.5%，Cr0.2 ~0.6%，M〇 0.5 ~1.0%，V0.5 ~1.0%，W0.6 ~1.0%，Ni0.6 ~1.5%， Nb0? 5~0? 8%，P彡0? 35%，S彡0? 15%，Ti彡0? 3%，其余为铁；各组分质量百分比之和 为 100%〇
[0005] 作为优选，包括以下重量百分比的组份：C2. 8~3.0%，Si4.0~4.2%，Mn 0? 8 ~1. 0%，Cu1. 0 ~1. 2%，Cr0? 3 ~0? 5%，Mo0? 6 ~0? 8%，V0? 6 ~0? 8%，W0? 7 ~ 0? 9%，Ni1. 0 ~1. 2%，Nb0? 6 ~0? 8%，P彡 0? 35%，S彡 0? 15%，Ti彡 0? 3%，其余为 铁；各组分质量百分比之和为100%。
[0006] 作为进一步优选，包括以下重量百分比的组份：C2. 9%，Si4. 1%，Mn0.9%， Cul.l%，Cr0.4%，M〇 0.7%，V0.7%，W0.8%，Nil.l%，Nb0.7%，P彡 0.35%， S彡0. 15%，Ti彡0. 3%，其余为铁；各组分质量百分比之和为100%。
[0007] 有益效果：本发明提供的活塞环材料合理添加了多种合金，使得其耐磨性、高温下 稳定性大幅提高，同时由于其弹性模量高，可以减小活塞环尺寸。
【具体实施方式】
[0008] 实施例1
[0009] 高耐磨性、高抗折断性、高硬度活塞环用材料，包括以下重量百分比的组份：C 2.9%，Si4.l%，Mn0.9%，Cu1.l%，Cr0.4%，M〇 0.7%，V0.7%，W0.8%，Ni1. 1%， Nb0. 7%，P彡0. 35%，S彡0. 15%，Ti彡0. 3%，其余为铁；各组分质量百分比之和为 100%〇
[0010] 其制备方法，包括以下步骤：
[0011] (1)配料：按化学成份称量，配料；
[0012] (2)出水温度：1550 ~1600°C;
[0013] (3)孕育处理：娃锶孕育剂加入量0.2~0.7%，孕育方式：包内孕育；
[0014] (4) 1450°C以上浇筑，落砂、清理使表面无粘砂，外观检查使无铸造缺陷，且表面硬 度在85以上。
[0015] 实施例2
[0016] 高耐磨性、高抗折断性、高硬度活塞环用材料，包括以下重量百分比的组份：C 2.6%,Si4.8%,Mn0.6%,Cu1.5%,Cr0.2%,Mo0.5%,V0.5%,ff1.0%,Ni0.6%, Nb0.8%，P彡0.35%，S彡0.15%，Ti彡0.3%，其余为铁；各组分质量百分比之和为 100%〇
[0017] 其制备方法，与实施例1基本相同。
[0018] 实施例3
[0019] 高耐磨性、高抗折断性、高硬度活塞环用材料，包括以下重量百分比的组份：C 3.3%,Si3.6%,Mn1.2%,Cu0.8%,Cr0.6%,Mo1.0%,V1.0%,ff1.0%,Ni1.5%, Nb0. 5%，P彡0. 35%，S彡0. 15%，Ti彡0. 3%，其余为铁；各组分质量百分比之和为 100%〇
[0020] 其制备方法，与实施例1基本相同。
[0021] 实施例4
[0022] 高耐磨性、高抗折断性、高硬度活塞环用材料，包括以下重量百分比的组份：C 2. 8 ~3. 0%，Si4. 0%，Mn0? 8%，Cu1. 0%，Cr0? 3%，Mo0? 8%，V0? 6%，W0? 7%，Ni 1. 2%，Nb0. 6%，P< 0. 35%，S< 0. 15%，Ti< 0. 3%，其余为铁；各组分质量百分比之和 为 100%〇
[0023] 其制备方法，与实施例1基本相同。
[0024] 实施例5
[0025] 高耐磨性、高抗折断性、高硬度活塞环用材料，包括以下重量百分比的组份：C 2. 8 ~3. 0%，Si4. 2%，Mn1. 0%，Cu1. 2%，Cr0? 5%，Mo0? 6%，V0? 8%，W0? 9%，Ni 1. 0%，Nb0. 8%，P彡0. 35%，S彡0. 15%，Ti彡0. 3%，其余为铁；各组分质量百分比之和 为 100%〇
[0026] 其制备方法，与实施例1基本相同。
[0027] 检测实施例1至5的材料性能。
[0028] 石墨形态和基体检测方法：金相磨面应在环的160-180° (浇口中心处为0° )左 右范围内截取。
[0029] 石墨形态：以D、E型石墨为主并均匀分布。
[0030] 基体：基体组织用2~4%硝酸酒精或苦味酸酒精浸蚀后评定，要求为均匀分布的 细小碳化物的调质马氏体，无铁素体。
[0031] 表 1
[0032]
【主权项】
1. 一种高耐磨性、高抗折断性、高硬度活塞环用材料，其特征在于：包括以下重量百分 比的组份：C 2. 6 ~3. 3%，Si 3. 6 ~4. 8%，Mn 0? 6 ~L 2%，Cu 0? 8 ~L 5%，Cr 0? 2 ~ 0.6%，M〇 0.5 ~1.0%，V 0.5 ~1.0%，W 0.6 ~1.0%，Ni 0.6 ~1.5%，Nb 0.5 ~0.8%， P彡0. 35%，S彡0. 15%，Ti彡0. 3%，其余为铁；各组分质量百分比之和为100%。2. 根据权利要求1所述的一种高耐磨性、高抗折断性、高硬度活塞环用材料，其特征 在于：包括以下重量百分比的组份：C 2. 8~3. 0%，Si 4. 0~4. 2%，Mn 0? 8~L 0%，Cu 1.0 ~1.2%，Cr 0.3 ~0.5%，M〇 0.6 ~0.8%，V 0.6 ~0.8%，W 0.7 ~0.9%，Ni 1.0 ~ L 2%，NbO. 6~0? 8%，P彡0? 35%，S彡0? 15%，Ti彡0? 3%，其余为铁；各组分质量百分 比之和为100%。3. 根据权利要求1所述的一种高耐磨性、高抗折断性、高硬度活塞环用材料，其特征在 于：包括以下重量百分比的组份：C 2. 9%，Si 4. 1%，Mn 0? 9%，Cu L 1%，Cr 0? 4%，Mo 0? 7%，V 0? 7%，W 0? 8%，Ni I. 1%，Nb 0? 7%，P 彡 0? 35%，S 彡 0? 15%，Ti 彡 0? 3%，其 余为铁；各组分质量百分比之和为100%。
【专利摘要】本发明提供的一种高耐磨性、高抗折断性、高硬度活塞环用材料，包括以下重量百分比的组份：C 2.6～3.3％，Si 3.6～4.8％，Mn 0.6～1.2％，Cu 0.8～1.5％，Cr 0.2～0.6％，Mo 0.5～1.0％，V 0.5～1.0％，W 0.6～1.0％，Ni 0.6～1.5％，Nb 0.5～0.8％，P≤0.35％，S≤0.15％，Ti≤0.3％，其余为铁；各组分质量百分比之和为100％。本发明还提供了上述材料的制备方法。该材料合理添加了多种合金，使得其耐磨性、高温下稳定性大幅提高，同时由于其弹性模量高，可以减小活塞环尺寸。
【IPC分类】C22C38/56, C22C38/60, F02F3/00
【公开号】CN104962839
【申请号】CN201510266446
【发明人】卢晋平
【申请人】南京飞燕活塞环股份有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2015年5月22日