[发明专利]改善油封圈耐磨性的成份及工艺

说明书

本发明涉及拖拉机及工程机械行走机构的密封所采用的浮动油封圈的合金成份及制造技术领域。

拖拉机及工程机械行走机构的密封采用浮动油封。几十年来国外采用壳型铸造，国内采用蜡模铸造，在材质化学成分上国外、国内均选用经过热处理的高合金耐磨铸铁，由于耗用大量稀有合金材料，加工困难、废品多、成品低，因此存在投资多，操作复杂，成本高及寿命不够理想等缺点。

国外，为了提高油封圈的耐磨性能，选用高铬钼钒钴钨等合金成份，如美国专利US-409454“具有改善耐磨性的合金技术”，介绍一种特殊的密封圈材质化学含量和特性，这种合金含量包括：铬16.5～19%，钼2.5～4%，钒0.75～2.0%，钴0.25～1.2%，钨1.75～3.0%，碳3.1～3.35%，锰＜1.0%，硅0.75～1.4%，磷＜0.04%，硫＜0.04%，其余为铁，该技术由于耗用大量的合金铸铁，所以造价昂贵，不宜采用。

本发明的目的是要提供一种改善油封圈耐磨性的成份及工艺：在材质成分上采用稀土球墨铸铁及灰铸铁，经过辉光离子氮化或氮碳共渗以及加钛软氮化处理，这是一种新的制造工艺方法，它不但节约大量稀有合金，而且其耐磨性能超过国内外高合金耐磨铸铁四倍，成本降低50%以上。

改善油封圈耐磨性的工艺：

A、选用稀土镁球墨铸铁和灰铸铁材料，采用组芯串铸制成 毛坯;

B、将毛坯加工磨研成品后，经过辉光离子氮化或氮碳共渗及加钛软氮化处理，达到油封圈密封面形成化合物硬化层而得到高硬度，提高抗咬合性和自身润滑性，在摩擦面形成石墨润滑膜，减少摩擦系数，耐磨性能良好，超过高合金耐磨铸铁耐磨性能四倍以上。

组芯串铸是将1号芯（1）、2号芯（2）、3号芯（3）、4号芯（4）组装成串或多串，进行浇铸成毛坯，组芯采用油砂芯、合脂砂芯、树脂砂芯、水玻璃砂等，均可采用干燥或冷芯盒、热芯盒制成。

改善油封圈耐磨性的成份配比：如表（一）。

下面结合附图详述工作细节：

图1是根据本发明提出的组芯串铸剖视图。

图2是根据本发明提出的型腔（7）剖示图。

1号芯（1）、2号芯（2）、3号芯（3）、4号芯（4）、直浇口（5）、内浇口（6）、型腔（7）组装成串或多串铁水从直浇口（5）经内浇口（6）进入型腔（7）铸成铸件毛坯，如附图1～2所示，混合比流量为1/10～1/9和0.06/0.6～0.06/0.54M³/h，电压700～800V，保温电流密度1.5～2.5mA/Cm²，炉内气压7～8乇。操作时先抽真空，通氨驱除残余空气，氨升温达到温度后，再按比例送入含碳气氛的丙酮，保温结束，加大冷却水，提高真空度到10～5×10²（乇），随炉冷至150℃取出，氮化温度在600±20℃保持2～4小时为宜，渗出白亮层20～25μ，扩散层为0.25mm左右，表面硬度HRC50～60。

实施例1：耐磨试验，如表（二）

耐磨试验：是考虑极坏条件的平滑动磨擦，压力为10～40Kg/CM²，相当于实际装配时压力5Kg/CM²的1～8倍。

其结果：

（1）辉光离子软氮化球墨铸铁磨损比高合金铸铁少四倍。

（2）辉光离子软氮化球墨铸铁硬度比高合金铸铁低5～10度，但耐磨性能高四倍，表面抗咬合性能，自身润滑性能特好。

（3）辉光离子软氮化灰铸铁磨损比轴承钢少31%。

实验例2：国内外浮动油封化学配比表：附表（三）

实施例3：国外支重轮用浮式油封，一般可用4000～5000工作小时。本发明经装车试验计6052工作小时，末发现漏油和渗油现象，现仍在使用中。

表（一）

成份    C    Si    Mn    P    S    Mg    ∑Re

项目

球墨    3～3.9    2.2～3.5    0.2～1.0    ＜0.4    ＜0.03    0.02～0.08    .02～0.05

铸铁

灰铸铁    3～3.9    1.1～3.0    0.2～1.5    ＜0.4    ＜0.15    -    -

表（二）

编    磨前重    磨后重    试验硬度

材质    失重（g）

号    （g）    （g）    HRC

辉光离子氮