一种粉末冶金活塞环材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种粉末冶金活塞环材料及其制备方法，由下列重量百分比的原料制成：Mo7-7.3、W2-2.3、Ti1.2-1.3、Ta0.2-0.3、Hf0.1-0.15、Bi2.0-2.3、碳黑2-2.3、三氧化二铝1.0-1.2、助剂0.9-1.2、硬酯酸2.4-2.8、Fe余量；本发明的活塞环其耐磨性和密封性能大大提高，与现有活塞环相比，使用寿命可延长2倍以上。活塞环硬度(HRC)达65～69，抗弯强度达1100～1200MPa，冲击韧性达7.5-9J·cm-2。
【专利说明】一种粉末冶金活塞环材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种粉末冶金【技术领域】，具体是一种粉末冶金活塞环材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002]活塞环(Piston Ring)是用于崁入活塞槽沟内部的金属环，活塞环分为两种:压缩环和机油环。压缩环可用来密封燃烧室内的可燃混合气体；机油环则用来刮除汽缸上多余的机油。活塞环是一种具有较大向外扩张变形的金属弹性环，它被装配到剖面与其相应的环形槽内。往复和旋转运动的活塞环，依靠气体或液体的压力差，在环外圆面和气缸以及环和环槽的一个侧面之间形成密封。现有活塞环一般采用铸件加工，然后进行渗铬、渗氮等处理,生产工艺复杂,成本高,速度慢,不能满足现有企业的需要。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种粉末冶金活塞环材料及其制备方法，生产的粉末冶金活塞环具有耐磨性好，成本纸、速度快的特点。
[0004]本发明的技术方案如下:
一种粉末冶金活塞环材料，其特征在于由下列重量百分比的原料制成:
Μο7-7.3、W2-2.3,Til.2-1.3、Ta0.2-0.3、Hf0.1-0.15、Bi2.0-2.3、碳黑 2-2.3、三氧化二铝 1.0-1.2、助剂 0.9-1.2、硬酯酸 2.4-2.8、Fe 余量； 所述的助剂由下列重量份的原料制成:铁粉3-4、氧化锌2-3、二氧化钛1-2、高岭土粉5-6、氮化铝粉1-2、硅烷偶联剂KH550 2_3、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯1_2、硼化铬5_6、双十四碳醇酯1-2、顺丁烯二酸酐2-3、二甲基硅油1-2 ;制备方法是将铁粉、氧化锌、二氧化钛、高岭土粉、氮化铝粉放入球磨罐中加水研磨4-5小时，喷雾干燥后，与其它剩余物料混合，研磨2-3小时，分散均匀即可。
[0005]所述的粉末冶金活塞环的制备方法，其特征在于包括以下步骤:
(1)将各原料在55-65°C下混合搅拌均匀60-90分钟后，装入模具，压制成坯；
(2)将压坯放在烧结炉中，以200-220°C/小时速率升温至700-750°C条件下烧结2_3小时；然后以120-140°C /小时速率升温至1150-1150°C条件下烧结2_3小时；
(3)将压坯送入蒸汽处理炉中，在520-550°C下蒸汽处理40-50分钟；取出，将压坯在300-350条件下保温2-3小时；
(4)将压坯送入0°C水中冷却，取出；
(5)经过磨削加工即得。
[0006]本发明助剂能大大提高各原料成分的分散性，使得各原料分散更均匀，提高了粉末冶金组织的均匀性，同时改善了粉末组织的力学性能，提高了其强度与耐磨性能。
[0007]本发明的活塞环其耐磨性和密封性能大大提高，与现有活塞环相比，使用寿命可延长2倍以上。活塞环硬度(HRC)达65~69，抗弯强度达1100~1200MPa，冲击韧性达7.5-9J.cm-2。
【具体实施方式】
[0008]—种粉末冶金活塞环材料，由下列重量百分比的原料制成:
Mo7、W2、Til.3,Ta0.3,Hf0.l、Bi2.3、碳黑 2.3、三氧化二铝 1.2、助剂 1.2、硬酯酸 2.4、
Fe余量；
所述的助剂由下列重量份(公斤)的原料制成:铁粉4、氧化锌2、二氧化钛1、高岭土粉6、氮化铝粉2、硅烷偶联剂KH550 3、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯2、硼化铬6、双十四碳醇酯
1、顺丁烯二酸酐2、二甲基硅油2 ;制备方法是将铁粉、氧化锌、二氧化钛、高岭土粉、氮化铝粉放入球磨罐中加水研磨4-5小时，喷雾干燥后，与其它剩余物料混合，研磨2-3小时，分散均匀即可。
[0009]粉末冶金活塞环的制备方法，包括以下步骤:
(1)将各原料在55-65°C下混合搅拌均匀60-90分钟后，装入模具，压制成坯；
(2)将压坯放在烧结炉中，以200-220°C/小时速率升温至700-750°C条件下烧结2_3小时；然后以120-140°C /小时速率升温至1150-1150°C条件下烧结2_3小时；
(3)将压坯送入蒸汽处理炉 中，在520-550°C下蒸汽处理40-50分钟；取出，将压坯在300-350条件下保温2-3小时；
(4)将压坯送入0°C水中冷却，取出；
(5)经过磨削加工即得。
[0010]本发明样品经过检测，活塞环硬度(HRC)达65~69，抗弯强度达1100~1200MPa，冲击韧性达7.5-9 J.cm-2 ο
【权利要求】
1.一种粉末冶金活塞环材料，其特征在于由下列重量百分比的原料制成:
Mo7-7.3、W2-2.3,Til.2-1.3、Ta0.2-0.3、Η--.1-0.15、Bi2.0-2.3、碳黑 2-2.3、三氧化二铝 1.0-1.2、助剂 0.9-1.2、硬酯酸 2.4-2.8、Fe 余量； 所述的助剂由下列重量份的原料制成:铁粉3-4、氧化锌2-3、二氧化钛1-2、高岭土粉5-6、氮化铝粉1-2、硅烷偶联剂KH550 2_3、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯1_2、硼化铬5_6、双十四碳醇酯1-2、顺丁烯二酸酐2-3、二甲基硅油1-2 ;制备方法是将铁粉、氧化锌、二氧化钛、高岭土粉、氮化铝粉放入球磨罐中加水研磨4-5小时，喷雾干燥后，与其它剩余物料混合，研磨2-3小时，分散均匀即可。
2.根据利要求I所述的粉末冶金活塞环的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)将各原料在55-65°C下混合搅拌均匀60-90分钟后，装入模具，压制成坯； (2)将压坯放在烧结炉中，以200-220°C/小时速率升温至700-750°C条件下烧结2_3小时；然后以120-140°C /小时速率升温至1150-1150°C条件下烧结2_3小时； (3)将压坯送入蒸汽处理炉中，在520-550°C下蒸汽处理40-50分钟；取出，将压坯在300-350条件下保温2-3小时； (4)将压坯送入0°C水中冷却，取出； (5)经过磨削加工即得 。
【文档编号】B22F5/02GK103464762SQ201310317435
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】周革华 申请人:安庆市德奥特汽车零部件制造有限公司