[发明专利]一种耐高温耐磨活塞的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，涉及一种耐高温耐磨活塞的制备方法。

技术背景

活塞是发动机关键零部件，其性能的好坏直接决定着发动机和整车的性能。随着现代汽车不断发展，发动机向大功率、大扭矩、低油耗、低噪声、低排放方向发展，要求活塞具有质轻、热膨胀系数小、导热性好、高温状态下强度高且耐磨损等特点。如何解决活塞耐高温、耐磨、磨蚀性能是活塞设计及生产制造过程的关键。为了减少能耗、降低大气污染、提高内燃机的效率，提高燃烧温度已成为内燃机的重要发展趋势，相应的对内燃机配件的高温强度及高温耐磨性提出了更高的要求。Al-Si合金的热膨胀系数小、耐磨性较高、重量较轻，是最常见的活塞材料。但Al-Si合金的高温强度较低，为改善合金的高温性能，需对活塞的成分及制备工艺进行改进。但是传统铸造方法和机械加工方法工艺复杂，质量稳定性较差，费料，且无法制备复杂零件。而粉末冶金不受熔炼限制，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构件匹配的效果。粉末冶金机械化程度高，既能减少人员，又能提高效率，进而节约成本。粉末冶金技术能取代传统的制造工艺，为广大传统企业节约成本。所以研究各种机械零部件的粉末冶金的配方，适应不同的需要，具有重要的意义。而纳米材料可以满足传统材料所达不到的要求，同时应用纳米材料可以满足金属加工领域中对材料性能的特殊要求，但是现有技术中纳米材料应用于粉末冶金技术中的披露还很少，并且技术不成熟。目前纳米材料使用技术存在的主要问题为纳米粉体颗粒材料的团聚问题，导致粉体颗粒材料在使用中由于颗粒表面张力所致而形成的颗粒团聚，从而导致在使用中添加化学分解剂进行团聚颗粒的分解才能正常使用，但是这样就会带来使用难度的增加和化学污染，同时降低了使用效率，这就限制这纳米材料在粉末冶金技术中的应用。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种耐高温耐磨活塞的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种耐高温耐磨活塞的制备方法，包括以下步骤：先按重量份称取青铜粉70-80份、氮化硅40-50份、石墨15-20份、辰砂粉10-20份、三氧化二锡10-20份、镍粉6-14份、碘化亚铜4-8份、纳米碳化钛6-8份、氧化钾3-6份、不锈钢粉末3-11份、氧化铍3-5份，其中助剂由聚己内酯二元醇、三丙二醇二丙烯酸酯按照重量比6-7：1：2组成的；将除助剂以外的原料放入混料机中混合10-12h，然后加入助剂混合3-7h，得到混合料，混料机转速为40-45转/分钟；将混合料倒入模具中并刮平，采用常规方法在液压机上冷压成型，压坯单位面积承受的压力为500-600MPa；接着置于加压烧结炉中进行烧结，对所述加压烧结炉在通氢气条件下升温至750-850℃并保温3-6h，加压至14-18kg/cm²并保压；烧结结束后，随炉冷却到700℃后；水冷却到60℃以下卸压，出炉。

按重量份称取青铜粉75份、氮化硅45份、石墨8份、辰砂粉15份、三氧化二锡15份、镍粉10份、碘化亚铜6份、纳米碳化钛7份、氧化钾5份、不锈钢粉末7份、氧化铍4份。

所述助剂由聚己内酯二元醇、三丙二醇二丙烯酸酯按照重量比6.5：1：2组成的。

所述压坯单位面积承受的压力为550MPa。

对所述加压烧结炉在通氢气条件下升温至800℃并保温4.5h，加压至16kg/cm²并保压。

本发明具有以下有益效果：本发明制造的耐高温耐磨活塞具有耐高温、耐磨性好，配合稀土元素和纳米颗粒，改善了金相结构，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。

具体实施方式

实施例1