一种粉末冶金活塞环及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种粉末冶金活塞环，其特征在于，由下列重量份的原料制成：Ni5.3-5.6、W2.1-2.3、Tm0.45-0.65、GeO20.35-0.50、As4O60.2-0.3、碳黑1.0-1.2、硬酯酸锌2.3-3.1、铁粉92-94、助剂1-2；本发明配方合理，制造的活塞环组织致密，微观结构良好，孔隙很少，结构刚度、硬度、耐疲劳性能、抗拉强度性能优良，而且生产成本，节能降耗，对环境污染小，使用寿命长，提高了生产效率。
【专利说明】 一种粉末冶金活塞环及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及粉末冶金领域，特别是一种粉末冶金活塞环及其制备方法。
【背景技术】
[0002]粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。粉末冶金结构件制品材料成分不受熔炼限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它结构组分，并且在相当大的范围内根据要求进行调整，进而在力学性能上能达到与钢件匹配的效果。
[0003]活塞环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。活塞环是燃油发动机内部的核心部件，它和汽缸，活塞，汽缸壁等一起完成燃油气体的密封常用汽车发动机有柴油和汽油发动机两种，由于其燃油性能不同，其使用的活塞环也不尽相同，早期的活塞环靠铸造形成，但随着技术的进步，钢制的高功率活塞环诞生，且随着对发动机功能，环境要求的不断提高，各种先进的表面处理应用其中，如溶射，电镀，镀铬，气体氮化，物理沉积，表面涂层，锌锰系磷化处理等，使活塞环的功能大大提闻。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种使用寿命长、成本低、机械性能和密封性能优异的粉末冶金活塞环及其制备方法。
[0005]为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施:
一种粉末冶金活塞环，由下列重量份的原料制成:Ni5.3-5.6、W2.1-2.3、Tm0.45-0.65、GeO20.35-0.50、As4O60.2-0.3、碳黑 1.0-1.2、硬酯酸锌 2.3-3.1、铁粉 92-94、助剂 1-2 ；所述助剂由下列重量份的原料制成:铁粉3-4、氧化锌1-2、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯1-2、高岭土 2-3、聚乙烯醇2-3、碳纤维1-2、硫酸亚铁2_3、三聚磷酸钠1_2、云母粉3_4、交联剂TAIC1-2、硬脂酸锌1-2。制备方法是将铁粉、氧化锌、硫酸亚铁、三聚磷酸钠、云母粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950°C下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70°C，在1200-1500转/分下搅拌1_2小时，即得。[0006]本发明所述粉末冶金活塞环，由以下具体步骤制成:
(1)将N1、W、Tm、GeO,As、铁粉混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在12-15Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下600-750°C进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
(2)将其它剩余成分混合均匀；
(3)将步骤(I)、(2)物料在62-66°C下混合搅拌均匀70-90分钟后，装入模具，压制成
坯；
(4)将压坯放在烧结炉中，以8-12°C/分钟速率升温至450-550°C条件下烧结1_2小时，再以6-8°C /分钟速率升温至800-850°C条件下烧结1.5-2小时；然后以5_7°C /分钟速率升温至1050-1150°C条件下烧结2-3小时；空气中冷却至室温即可。
[0007]本发明配方合理，制造的活塞环组织致密，微观结构良好，孔隙很少，结构刚度、硬度、耐疲劳性能、抗拉强度性能优良，而且生产成本，节能降耗，对环境污染小，使用寿命长，提闻了生广效率。
具体实施方案
[0008]下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
[0009]一种粉末冶金活塞环，由下列重量份(公斤)的原料制成:Ni5.3、W2.1、Tm0.45、GeO20.35、As4O60.2、碳黑L O、硬酯酸锌2.3、铁粉92、助剂I ;
所述助剂由下列重量份(公斤)的原料制成:铁粉4、氧化锌2、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯1、高岭土 3、聚乙烯醇3、碳纤维1、硫酸亚铁3、三聚磷酸钠1、云母粉3、交联剂TAIC2、硬脂酸锌I。制备方法是将铁粉、氧化锌、硫酸亚铁、三聚磷酸钠、云母粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950°C下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70°C，在1200-1500转/分下搅拌1_2小时，即得。本发明所述粉末冶金活塞环，由以下具体步骤制成:
(1)将N1、W、Tm、GeO,As、铁粉混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在12-15Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下600-750°C进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
(2)将其它剩余成分混合均匀；
(3)将步骤(I)、(2)物料在62-66°C下混合搅拌均匀70-90分钟后，装入模具，压制成
坯；
(4)将压坯放在烧结炉中，以8-12°C/分钟速率升温至450-550°C条件下烧结1_2小时，再以6-8°C /分钟速率升温至800-850°C条件下烧结1.5-2小时；然后以5_7°C /分钟速率升温至1050-1150°C条件下烧结2-3小时；空气中冷却至室温即可。
[0010]经过检测，本发明的硬度:HRC55 ;抗拉强度:990MPa。
【权利要求】
1.一种粉末冶金活塞环，其特征在于，由下列重量份的原料制成:Ni5.3-5.6、W2.1-2.3、Tm0.45-0.65,GeO20.35-0.50,As4O60.2-0.3、碳黑 1.0-1.2、硬酯酸锌 2.3-3.1、铁粉 92-94、助剂 1-2 ； 所述助剂由下列重量份的原料制成:铁粉3-4、氧化锌1-2、异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯1-2、高岭土 2-3、聚乙烯醇2-3、碳纤维1-2、硫酸亚铁2_3、三聚磷酸钠1_2、云母粉3_4、交联剂TAIC1-2、硬脂酸锌1-2 ;制备方法是将铁粉、氧化锌、硫酸亚铁、三聚磷酸钠、云母粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入异丙基二硬脂酰氧基铝酸酯混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950°C下煅烧3-4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70°C，在1200-1500转/分下搅拌1_2小时，即得。
2.根据权利要求1所述粉末冶金活塞环，其特征在于，由以下具体步骤制成: (1)将N1、W、Tm、GeO,As、铁粉混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在12-15Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下600-750°C进行烧结8-10小时，将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛； (2)将其它剩余成分混合均匀； (3)将步骤(I)、(2)物料在62-66°C下混合搅拌均匀70-90分钟后，装入模具，压制成坯； (4)将压坯放在烧结炉中，以8-12°C/分钟速率升温至450-550°C条件下烧结1_2小时，再以6-8°C /分钟速率升温至800-850°C条件下烧结1.5-2小时；然后以5_7°C /分钟速率升温至1050-1150°C条件下烧结2-3小时；空气中冷却至室温即可。
【文档编号】C22C38/12GK103537665SQ201310471948
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月11日 优先权日:2013年10月11日
【发明者】黄浩 申请人:芜湖市鸿坤汽车零部件有限公司