非晶合金高压共轨管锻造工艺、共轨管与高压共轨系统的制作方法

本发明属于共轨管锻造，具体是非晶合金高压共轨管锻造工艺、共轨管与高压共轨系统。

背景技术：

1、当今世界正面临能源供应和环保排放的双重挑战。动力系统领域以减排降耗为主要应对措施。与汽油机动力相比，柴油机动力有很多优势，主要表现在，能减少25%~35%的co2废气排放量，平均燃油消耗节省30%。普通柴油机的排放对大气、人居环境等仍然有一定影响，如果更多柴油机采用先进燃油喷射技术——高压共轨技术，则能够进一步降低排放，节省燃油消耗。

2、 高压共轨柴油机是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元(electroniccontrol unit，ecu)组成的闭环系统中，将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开的一种供油机器。它是由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管-共轨管，通过共轨管内的油压实现精确控制，共轨系统的喷射压力完全独立于发动机的转速，这样，有利于改善发动机的低速性能、有利于冷起动、有利于降低噪声、有利于减少排放。目前的发展趋势是喷射压力越来越高（喷射压力高，喷射更彻底、排放更小、燃油经济性更好），由145mpa发展到220mpa，未来压力还会进一步提高。

3、高压共轨管是柴油机高压共轨燃油喷射技术中的核心部件之一，起着存贮高压油泵提供的高压燃油并将高压燃油分配到各喷油器的作用，可抑制高压泵供油和喷油而产生的压力波动。共轨管的质量直接影响直喷柴油机动力性能、燃油经济性和排放性能的好坏。

4、相关技术中高压共轨管的结构件材料以0cr18ni9和1cr18ni9ti不锈钢为主，其制造工艺主要包括：

5、(1)铸造成形，采用铸造的方法成形的高压共轨管晶粒粗大，组织分布不均，容易出现气孔、缩松的缺陷，从而造成高压共轨管力学性能差、强度不高。

6、 (2)锻造成形，该方法成形件强度高，组织致密，力学性能较好，但加工时存在设计余量比较大、所需的锻造成形力大、能耗大的缺点。

7、由于共轨系统压力越来越高，常规金属材料（0cr18ni9和1cr18ni9ti不锈钢等）制造的共轨管体积越来越大，导致重量也越来越重，这不利于减小体积和节能要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供非晶合金高压共轨管的锻造工艺，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。

2、本发明还提供了上述锻造工艺制得的共轨管。

3、本发明还提供了一种高压共轨系统。

4、具体如下，本发明第一方面公开了非晶合金高压共轨管的锻造工艺，包括以下步骤：

5、将非晶合金进行塑性成型后退火处理；

6、所述塑性成型的温度为300℃~400℃；

7、所述非晶合金包括zrcunitihfsi、zrcunitial和zrcunitibe中的至少一种；

8、所述zrcunitihfsi中包括以下质量分数的元素：

9、zr 50%~60%、cu 15%~20%、ni 5%~15%、ti 3%~7%、hf 3%~7%和si 3%~7%；

10、所述zrcunitial中包括以下质量分数的元素：

11、zr 50%~60%、cu 15%~20%、ni 10%~20%、ti 3%~7%和al 7%~13%；

12、所述zrcunitibe中包括以下质量分数的元素：

13、zr 40%~50%、cu 10%~15%、ni 5%~15%、ti 10%~15%和be 20%~25%。

14、根据本发明锻造工艺技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：

15、非晶合金的强度高，因此能够大大降低高压共轨管的体积和重量，从而降低高压共轨管的加工难度；同时非晶合金的耐腐蚀性能好，从而可以大大延长高压共轨管的寿命。

16、本发明的非晶合金中还加入了钛元素，钛元素为强化元素，同时还能促进相变析出过程，从而提高非晶合金的力学性能。

17、本发明在低温下对非晶合金进行塑性成型处理后，从而提升非晶合金共轨管的性能。

18、根据本发明的一些实施方式，所述塑性成型的时间为2h~3h。

19、根据本发明的一些实施方式，所述退火处理的温度为900℃~1000℃。

20、根据本发明的一些实施方式，所述退火处理的时间为4h~5h。

21、根据本发明的一些实施方式，所述非晶合金的制备方法，包括以下步骤：

22、将合金料熔炼后吸铸，制得非晶合金。

23、吸铸法是制备非晶合金最常用、也是最方便的方法。该方法利用铜模的优良导热性能和高压水流的强烈散热效果，制备出各种体系块体非晶。

24、吸铸法的基本原理是：将高纯度的母合金置于设备底部具有一定小孔的坩埚中，铜模置于坩埚下面，铜模的下端始终与真空系统相连。采用电弧加热将母合金熔化。母合金完全熔化后，从石英管上端导入氩气，在压力差的作用下，液态母合金从坩埚注入水冷铜模型腔中，由于强的热流和大的传热系数可以提供很高的冷速，液态母合金在水冷铜模型腔中快速冷却形成非晶。

25、吸铸法的优点为：液态金属填充好，熔体充型速度快，玻璃形成能力就高，可直接制备较复杂形状的大尺寸非晶合金。采用高频或中频感应加热，合金熔化速度快，电磁搅拌使合金成分更加均匀。通过反复熔炼数次，提高了熔体纯度，消除了非均质形核点，使合金的临界冷却速度将明备。

26、根据本发明的一些实施方式，所述熔炼包括高真空感应熔炼和电弧炉熔炼。

27、根据本发明的一些实施方式，所述塑性成型的压力为100mpa~140mpa。

28、根据本发明的一些实施方式，所述非晶合金为锆基非晶合金。

29、根据本发明的一些实施方式，所述锆基非晶合金包括如下元素：

30、zr、cu、al、ni和ti。

31、根据本发明的一些实施方法，所述锆基非晶合金还包括co、pt、fe、mo、ag、nb、pd、hf、be、si和b元素中的至少一种。

32、根据本发明的一些实施方式，所述zrcunitihfsi中由以下质量分数的元素组成：

33、zr 52.5%、cu 17.9%、ni 14.6%、ti 5%、hf 5%和si 5%。

34、根据本发明的一些实施方式，所述zrcunitial中包括以下质量分数的元素：

35、zr 52.5%、cu 17.9%、ni 15.6%、ti 5%和al 9%。

36、根据本发明的一些实施方式，所述zrcunitibe中包括以下质量分数的元素：

37、zr 41.2%、cu 12.5%、ni 10%、ti 12.8%和be 23.5%。

38、根据本发明的一些实施方式，所述非晶合金的屈服强度在3000mpa以上。

39、根据本发明的一些实施方式，所述非晶合金的屈服强度在4000mpa以上。

40、根据本发明的一些实施方式，所述非晶合金的屈服强度在5000mpa以上。

41、根据本发明的一些实施方式，所述非晶合金的屈服强度为5000mpa~6000mpa。

42、根据本发明的一些实施方式，所述非晶合金的断裂强度在1.5gpa以上。

43、根据本发明的一些实施方式，所述非晶合金的断裂强度为1.6gpa~1.8gpa。

44、根据本发明的一些实施方式，所述非晶合金的弹性模量在70gpa~90gpa之间。

45、本发明第二方面提供了一种共轨管，由上述锻造方法锻造得到。

46、本发明第三方面提供了一种高压共轨系统，所述高压共轨系统包括非晶合金高压共轨管。

47、根据本发明的一些实施方式，所述非晶合金高压共轨管的一端设有限压阀；

48、所述非晶合金高压共轨管的另一端设有轨压传感器。

49、根据本发明的一些实施方式，所述非晶合金高压共轨管还连接若干喷油器。

50、根据本发明的一些实施方式，所述非晶合金高压共轨管还连接有高压泵。

51、根据本发明的一些实施方式，所述高压泵还连接有低压泵。

52、根据本发明的一些实施方式，所述低压泵还连接有油箱。

53、根据本发明的一些实施方式，所述油箱连接有限压阀。

54、根据本发明的一些实施方式，所述高压泵还连接有电控单元。

55、根据本发明的一些实施方式，所述电控单元还连接有限压阀。

56、根据本发明的一些实施方式，所述电控单元还连接有轨压传感器。