本发明涉及一种导向器，具体涉及一种汽车减震器，属于合金钢材料领域。
背景技术：
汽车的减震器也称为“悬挂”，是由弹簧和减震器共同组成的。减震器并不是用来支持车身的重量，而是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡和吸收路面冲击的能量。弹簧起缓和冲击的作用，将“大能量一次冲击”变为“小能量多次冲击”，而减震器就是逐步将“小能量多次冲击”减少。如果你开过减振器已坏掉的车，你就可以体会汽车通过每一坑洞、起伏后余波荡漾的弹跳，而减振器正是用来抑制这种弹跳的。没有减振器将无法控制弹簧的反弹，汽车遇到崎岖的路面时将会产生严重的弹跳，过弯时也会因为弹簧上下的震荡而造成轮胎抓地力和循迹性的丧失。本发明的导向器用于减震器。
技术实现要素：
针对现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种强度高、机械性能优异的汽车减震器导向器。
本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种汽车减震器导向器，所述汽车减震器导向器从内到外依次包括泡沫钢制得的主体芯层以及主体芯层表面设有的镁合金面层，其中，所述镁合金面层的厚度为4-8μm。
本发明以泡沫钢作为主体芯层，以镁合金作为面层的复合材料制得减震器导向器，不仅具有高强度、高熔点以及优良的抗压强度等泡沫钢芯层材料的特点，同时又因镁合金的存在，使汽车减震器导向器具有更加高的强度和刚度。
在上述一种汽车减震器导向器中，所述泡沫钢由如下质量百分比的成分组成：c：0.02-0.03％，cr：15-16％，mo：2.5-3.2％，mn：0.26-0.32％，si：0.32-0.44％，ti：0.28-0.39％，松香：0.36-0.48％，ru：0.035-0.048％，余量为fe。
在本发明汽车减震器导向器中，本发明使用的钢中碳含量过高，会导致钢的心部的韧性下降，所以本发明将c含量为0.02-0.03％％，从而保证钢的心部有足够的塑性和韧性。
而由于钢的强度和硬度较低，本发明适当增加了mn的含量，以提高钢的强度和硬度。此外，mn元素还与钢中含有的si元素起协同作用，提高钢的淬透性，从而使钢经渗碳淬火后提高钢的心部的强度和韧性。所以，综合以上两点因素，本发明提高了mn元素在钢中的含量，将mn元素的含量控制在0.26-0.32％范围内。
在上述一种汽车减震器导向器中，通过加入松香，用于增强泡沫钢材料的热稳定性。松香的组成中含有菲环骨架结构，其不仅具有优良的柔韧性和附着力，而且其结构交联密度大，玻璃化转变温度高，因此将其加入到泡沫钢的组成材料中后，能够与其他金属、非金属元素组分结合并相互作用形成三维结构，不仅能够削弱金属元素在弱晶界偏聚结合能，避免脆性断裂，还能增加合金钢自身脆性温度区的宽度和脆性凹槽的深度，同时提高脆性温度区的上限温度，避免合金钢最终制得泡沫钢时脆性断裂。
在上述一种汽车减震器导向器中，所述ru表面包覆有多聚蛋白层，所述多聚蛋白层的厚度为2.3-2.5nm。本发明汽车减震器导向器由于采用泡沫钢作为主体材料，在后续过程中必须要加入粘结剂，则粘结剂中含有的-oh容易与ru元素形成络合物，因此本发明在ru元素表面包覆了多聚蛋白，多聚蛋白中含有由蛋白内的非共价力诱导形成的蛋白三维拓扑结构，只有在主链氢键、疏水作用都需要被打破才能使得蛋白分子从两端拉伸，因此本发明在ru元素表面包覆有多聚蛋白，在后续与粘结剂接触时能够避免与粘结剂反应形成络合物，而当压制成型时，则因为外界压力的作用多聚蛋白破裂从而使ru元素溢出并发挥其作用。因此多聚蛋白层的厚度直接影响破裂时间，经过数次试验，本发明采用上述厚度的多聚蛋白层。
作为优选，所述ru以其单核、双核中的一种或两种形式加入。本发明中将ru元素以单核或双核的形式存在，双核ru的结合力度更高，作为元素原子来说，其含有的ru-ru键长处于单键范围，具有更强的作用力，加上其本身对元素在合金钢中的作用发挥有着催化作用，可以与其他金属元素形成过渡态，并将金属元素与其他材料一起进行氧化作用，从而使其在合金钢中的熔解过程更完全，因此，不论ru元素作为单核还是双核加入，ru元素都有着举足轻重的作用。
本发明的另一个目的在于提供一种上述汽车减震器导向器的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
原料混合：将所述泡沫钢组成与碳酸钙混合后，加入无水乙醇，一并于混料机中混合成粉料；
压制成型：将粉料置于压坯模具中，用单向加载液压机进行压坯后脱模得泡沫钢坯件；
干燥：将泡沫钢坯件进行干燥后得泡沫钢半成品；
热处理：将泡沫钢半成品阶梯式升温烧结后随炉冷却，并置于沸水中反复溶解得到泡沫钢成品；
物理粘结：将泡沫钢成品与镁合金通过物理粘结法粘结后制得汽车减震器导向器成品。
在上述一种汽车减震器导向器的制备方法中，所述碳酸钙的质量为泡沫钢质量的3.2-3.5％。在本领域的常规选择中，尿素是作为造孔剂制备泡沫钢的普选材料。然而，尿素作为造孔剂有许多不足，由于尿素熔点低，需要在压坯烧结前水洗去除，因而容易引起压坯破坏，难以制备高孔隙率的泡沫材料，同时工艺过程繁琐。因此，本发明采用碳酸钙作为造孔剂，碳酸钙化学稳定性好、熔点高、无毒、并且容易分解，因此在制备过程中容易高温分解从而溢出产生孔洞。
作为优选，所述碳酸钙的粉末粒径为1.8-2.2mm。在烧结金属多孔材料中很难获得均匀分布的球形孔，且烧结后期部分孔结构发生变形，孔结构呈现不规则，对于这些不规则的孔，在外加载荷的作用下，凹凸处易产生应力集中并萌发裂纹，会显著降低材料的力学性能。孔径对材料力学性能的影响与孔形状有着很大的联系，孔径越大孔的规则性越不易得到控制。
在上述一种汽车减震器导向器的制备方法中，所述无水乙醇的质量为泡沫钢质量的2.8-3.2％。无水乙醇作为黏结剂，在本发明中含量过多，则后续不易去除，含量过少，则影响泡沫钢的性能，因此本发明采用上述成分的无水乙醇。
在上述一种汽车减震器导向器的制备方法中，所述压制成型步骤中还包括加入质量为粉料质量1.35-1.48％的ndbamgo籽晶。在常规钢制备领域，籽晶在熔融过程中用于促进外延生长、异质形核并在一个明确的方向上使得单个大晶粒继续生长。而本发明在压制成型步骤中加入籽晶，并且加入的籽晶中含有mg元素，是为了在后续与表层镁合金进行物理黏合时，更好与镁合金相容。同时，籽晶在压制成型步骤中加入，也能减小孔隙度，使孔隙由连通状变得独立封闭，使孔形状由不规则形向球形转变，从而对泡沫钢的生成产生有益影响。
在上述一种汽车减震器导向器的制备方法中，所述阶梯式升温烧结具体包括如下步骤：先以20-30℃/min的升温速率加热到300-350℃保温60-70min，随后以10-15℃/min的升温速率加热到600-680℃保温30-40min，最后以20-25℃/min加热到1200-1250℃保温120-130min。阶梯式升温，一方面可以防止因烧结速率过快导致样品残余的水分和酒精快速气化从而使得样品出现开裂现象；另一方面可以使得样品在烧结过程中受热均匀，同时可以让粉末颗粒在低温阶段发生预烧结，缩短高温阶段的烧结时间。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、本发明以泡沫钢作为主体芯层，以镁合金作为面层的复合材料制得减震器导向器，不仅具有高强度、高熔点以及优良的抗压强度等泡沫钢芯层材料的特点，同时又因镁合金的存在，使汽车减震器导向器具有更加高的强度和刚度；
2、本发明在压制成型步骤中加入籽晶，并且加入的籽晶中含有mg元素，是为了在后续与表层镁合金进行物理黏合时，更好与镁合金相容；同时，籽晶在压制成型步骤中加入，也能减小孔隙度，使孔隙由连通状变得独立封闭，使孔形状由不规则形向球形转变，从而对泡沫钢的生成产生有益影响。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施方式，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
原料混合：将所述泡沫钢组成与碳酸钙混合后，加入无水乙醇，一并于混料机中混合成粉料；其中，所述泡沫钢由如下质量百分比的成分组成：c：0.02％，cr：15％，mo：2.5％，mn：0.26％，si：0.32％，ti：0.28％，松香：0.36％，ru：0.035％，余量为fe；所述ru表面包覆有多聚蛋白层，所述多聚蛋白层的厚度为2.3nm，所述ru以其单核的形式加入；所述碳酸钙的质量为泡沫钢质量的3.2％；所述碳酸钙的粉末粒径为1.8mm；所述无水乙醇的质量为泡沫钢质量的2.8％；
压制成型：将粉料置于压坯模具中，用单向加载液压机进行压坯后脱模得泡沫钢坯件；所述压制成型步骤中还包括加入质量为粉料质量1.35％的ndbamgo籽晶；
干燥：将泡沫钢坯件进行干燥后得泡沫钢半成品；
热处理：将泡沫钢半成品阶梯式升温烧结后随炉冷却，并置于沸水中反复溶解得到泡沫钢成品；所述阶梯式升温烧结具体包括如下步骤：先以20℃/min的升温速率加热到300℃保温60min，随后以10℃/min的升温速率加热到600℃保温30min，最后以20℃/min加热到1200℃保温120min；
物理粘结：将泡沫钢成品与镁合金通过物理粘结法粘结后制得汽车减震器导向器成品，所述镁合金面层的厚度为4μm。
实施例2
原料混合：将所述泡沫钢组成与碳酸钙混合后，加入无水乙醇，一并于混料机中混合成粉料；其中，所述泡沫钢由如下质量百分比的成分组成：c：0.022％，cr：15.2％，mo：2.7％，mn：0.27％，si：0.35％，ti：0.30％，松香：0.39％，ru：0.038％，余量为fe；所述ru表面包覆有多聚蛋白层，所述多聚蛋白层的厚度为2.35nm，所述ru以其双核的形式加入；所述碳酸钙的质量为泡沫钢质量的3.3％；所述碳酸钙的粉末粒径为1.9mm；所述无水乙醇的质量为泡沫钢质量的2.9％；
压制成型：将粉料置于压坯模具中，用单向加载液压机进行压坯后脱模得泡沫钢坯件；所述压制成型步骤中还包括加入质量为粉料质量1.4％的ndbamgo籽晶；
干燥：将泡沫钢坯件进行干燥后得泡沫钢半成品；
热处理：将泡沫钢半成品阶梯式升温烧结后随炉冷却，并置于沸水中反复溶解得到泡沫钢成品；所述阶梯式升温烧结具体包括如下步骤：先以22℃/min的升温速率加热到315℃保温62min，随后以11℃/min的升温速率加热到620℃保温32min，最后以21℃/min加热到1210℃保温122min；
物理粘结：将泡沫钢成品与镁合金通过物理粘结法粘结后制得汽车减震器导向器成品，所述镁合金面层的厚度为5μm。
实施例3
原料混合：将所述泡沫钢组成与碳酸钙混合后，加入无水乙醇，一并于混料机中混合成粉料；其中，所述泡沫钢由如下质量百分比的成分组成：c：0.025％，cr：15.5％，mo：2.9％，mn：0.29％，si：0.38％，ti：0.34％，松香：0.42％，ru：0.043％，余量为fe；所述ru表面包覆有多聚蛋白层，所述多聚蛋白层的厚度为2.4nm，所述ru以其单核、双核两种形式加入；所述碳酸钙的质量为泡沫钢质量的3.35％；所述碳酸钙的粉末粒径为2mm；所述无水乙醇的质量为泡沫钢质量的3％；
压制成型：将粉料置于压坯模具中，用单向加载液压机进行压坯后脱模得泡沫钢坯件；所述压制成型步骤中还包括加入质量为粉料质量1.4％的ndbamgo籽晶；
干燥：将泡沫钢坯件进行干燥后得泡沫钢半成品；
热处理：将泡沫钢半成品阶梯式升温烧结后随炉冷却，并置于沸水中反复溶解得到泡沫钢成品；所述阶梯式升温烧结具体包括如下步骤：先以25℃/min的升温速率加热到325℃保温65min，随后以12℃/min的升温速率加热到640℃保温35min，最后以22℃/min加热到1225℃保温125min；
物理粘结：将泡沫钢成品与镁合金通过物理粘结法粘结后制得汽车减震器导向器成品，所述镁合金面层的厚度为6μm。
实施例4
原料混合：将所述泡沫钢组成与碳酸钙混合后，加入无水乙醇，一并于混料机中混合成粉料；其中，所述泡沫钢由如下质量百分比的成分组成：c：0.028％，cr：15.8％，mo：3％，mn：0.31％，si：0.41％，ti：0.37％，松香：0.45％，ru：0.045％，余量为fe；所述ru表面包覆有多聚蛋白层，所述多聚蛋白层的厚度为2.45nm，所述ru以其单核、双核两种形式加入；所述碳酸钙的质量为泡沫钢质量的3.4％；所述碳酸钙的粉末粒径为2.1mm；所述无水乙醇的质量为泡沫钢质量的3.1％；
压制成型：将粉料置于压坯模具中，用单向加载液压机进行压坯后脱模得泡沫钢坯件；所述压制成型步骤中还包括加入质量为粉料质量1.46％的ndbamgo籽晶；
干燥：将泡沫钢坯件进行干燥后得泡沫钢半成品；
热处理：将泡沫钢半成品阶梯式升温烧结后随炉冷却，并置于沸水中反复溶解得到泡沫钢成品；所述阶梯式升温烧结具体包括如下步骤：先以28℃/min的升温速率加热到340℃保温68min，随后以10-15℃/min的升温速率加热到670℃保温38min，最后以24℃/min加热到1240℃保温128min；
物理粘结：将泡沫钢成品与镁合金通过物理粘结法粘结后制得汽车减震器导向器成品，所述镁合金面层的厚度为7μm。
实施例5
原料混合：将所述泡沫钢组成与碳酸钙混合后，加入无水乙醇，一并于混料机中混合成粉料；其中，所述泡沫钢由如下质量百分比的成分组成：c：0.03％，cr：16％，mo：3.2％，mn：0.32％，si：0.44％，ti：0.39％，松香：0.48％，ru：0.048％，余量为fe；所述ru表面包覆有多聚蛋白层，所述多聚蛋白层的厚度为2.5nm，所述ru以其单核、双核中的一种或两种形式加入；所述碳酸钙的质量为泡沫钢质量的3.5％；所述碳酸钙的粉末粒径为2.2mm；所述无水乙醇的质量为泡沫钢质量的3.2％；
压制成型：将粉料置于压坯模具中，用单向加载液压机进行压坯后脱模得泡沫钢坯件；所述压制成型步骤中还包括加入质量为粉料质量1.48％的ndbamgo籽晶；
干燥：将泡沫钢坯件进行干燥后得泡沫钢半成品；
热处理：将泡沫钢半成品阶梯式升温烧结后随炉冷却，并置于沸水中反复溶解得到泡沫钢成品；所述阶梯式升温烧结具体包括如下步骤：先以30℃/min的升温速率加热到350℃保温70min，随后以15℃/min的升温速率加热到680℃保温40min，最后以25℃/min加热到1250℃保温130min；
物理粘结：将泡沫钢成品与镁合金通过物理粘结法粘结后制得汽车减震器导向器成品，所述镁合金面层的厚度为8μm。
实施例6
与实施例3的区别仅在于，该实施例汽车减震器导向器的泡沫钢组成中不含有松香，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例7
与实施例3的区别仅在于，该实施例汽车减震器导向器的泡沫钢组成中不含有ru，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例8
与实施例3的区别仅在于，该实施例汽车减震器导向器的泡沫钢组成中ru元素表面没有包括多聚蛋白层，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例9
与实施例3的区别仅在于，该实施例汽车减震器导向器的泡沫钢组成中ru元素表面多聚蛋白层的厚度为2.2nm，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例10
与实施例3的区别仅在于，该实施例汽车减震器导向器的泡沫钢组成中ru元素表面多聚蛋白层的厚度为2.6nm，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例11
与实施例3的区别仅在于，该实施例汽车减震器导向器制备过程中加入的碳酸钙的粉末粒径为1.7mm，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例12
与实施例3的区别仅在于，该实施例汽车减震器导向器制备过程中加入的碳酸钙的粉末粒径为2.3mm，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例13
与实施例3的区别仅在于，该实施例汽车减震器导向器制备过程中加入的无水乙醇的质量为泡沫钢质量的2.7％，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例14
与实施例3的区别仅在于，该实施例汽车减震器导向器制备过程中加入的无水乙醇的质量为泡沫钢质量的3.3％，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例15
与实施例3的区别仅在于，该实施例汽车减震器导向器制备过程中没有加入ndbamgo籽晶，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
实施例16
与实施例3的区别仅在于，该实施例汽车减震器导向器制备过程中采用普通烧结工艺，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例1
与实施例3的区别仅在于，该对比例汽车减震器导向器由普通市售合金钢制得，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例2
与实施例3的区别仅在于，该对比例汽车减震器导向器泡沫钢表面没有镁合金层，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
对比例3
与实施例3的区别仅在于，该对比例汽车减震器导向器只由镁合金制得，其他与实施例3相同，此处不再赘述。
将实施例1-16及对比例1-3的汽车减震器导向器进行性能检测，检测结果如表1所示：
表1：实施例1-16及对比例1-3的汽车减震器导向器性能检测结果
从上述结果可以看出，本发明以泡沫钢作为主体芯层，以镁合金作为面层的复合材料制得减震器导向器，不仅具有高强度、高熔点以及优良的抗压强度等泡沫钢芯层材料的特点，同时又因镁合金的存在，使汽车减震器导向器具有更加高的强度和刚度。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。