多种金属元素混合型活塞环的制备工艺制造技术

本发明专利技术主要提供了多种金属元素混合型活塞环的制备工艺，所述活塞环主要是由铁(Fe)、碳(C)、铜(Cu)、铌(Nd)、铝(Al)、铷(Rb)、镭(Ra)、二氧化硅(SiO2)、二氧化锰(MnO2)和铍青铜混合制成。本发明专利技术设计合理，加工方便，主要通过多种金属元素混合，能有效提高活塞环本体的结构强度，避免活塞环在长期受热后，易发生碎裂的现象。

【技术实现步骤摘要】
多种金属元素混合型活塞环的制备工艺
本专利技术主要涉及活塞环加工的
，具体涉及多种金属元素混合型活塞环的制备工艺。
技术介绍
活塞环是用于嵌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。在活塞环长期使用的过程中，都会发生活塞环本体弹性下降，严重会出现完全失去弹性的现象，而弹性下降会导致发动机密封不良，串气，烧机油，压缩比(缸压下降)影响发动机动力输出。同时，现有的活塞环材质相对简单，导致活塞环的本体强度不足，在长时间高温条件下持续工作，会使得活塞环本体较脆，易发生开裂现象。
技术实现思路
本专利技术主要提供了多种金属元素混合型活塞环的制备工艺，用以解决上述
技术介绍
中提出的技术问题。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案为：本专利技术加工步骤具体如下：步骤一：制胚先利用电子秤，按照60-80重量份的铁(Fe)、2.55-2.75重量份的碳(C)、1.50-1.85重量份的铜(Cu)、2.15-2.45重量份的铌(Nd)、2.15-2.32重量份的铝(Al)、2.25-2.50重量份的铷(Rb)、2.35-2.85重量份的镭(Ra)、2-3重量份的二氧化硅(SiO2)、1-2重量份的二氧化锰(MnO2)和7-8重量份的铍青铜，称取各成分，在将称取后的材料逐一加入到熔炼炉内，在1000℃-1500℃之间，锻件成粗胚；步骤二：冷却处理将铸态毛坯真空高压气冷淬火炉加热到650-700℃，在3×105Pa压力下连续用高纯氮气冷却，直到完全冷却后即止；步骤三：磷化处理磷化处理活塞环，首先用10-12％氢氧化铝溶液洗涤进行脱脂处理，温度控制在50-55℃之间，时间为11-13分钟，然后水洗；再用45-55％NaHSO4溶液洗涤进行酸洗处理，温度控制在18-20℃，时间为5-8分钟，然后水洗；采用体积比分别为2：2：1：1：45的浓度为56％的HCl、200ml/l的氧化锌、4～6g/l、1.3～1.5g/l硝酸钠、1.6～2g/l双氧水和水配制的表面活性剂溶液中，温度控制在55-62℃，浸入时间为12-15分钟；步骤四：表面喷砂处理对活塞环外圆活化的步骤，采用吸入式干喷砂进行喷涂前外圆的活化，砂粒种类：氧化铝，20～30目；喷射压力：0.3±0.05MPa，压缩空气须冷凝干燥；喷射距离：35±10mm，喷砂循环次数：2～3次；工作气体：主气：高纯氮气N2，纯度98％，出口压力0.5±0.05MPa，流量2000～2200L/H；辅气(Ⅰ)：气奥Og，纯度99.99％，出口压力0.5±0.05MPa，流量500～800L/H；辅气(Ⅱ)：高纯氢气H2，纯度99.99％，出口压力0.5±0.05MPa，流量150～200L/H；电源参数：电流：420～440A；电压：55～60V；喷嘴几何参数：压缩比：3～3.5，压缩角：45°；送粉方式：内送粉，送粉角度：90°，送粉孔距离：9mm，送粉量20～25g/min；进气方式：切向进气；工作距离：阴阳极最近距离：1～1.5mm；喷涂距离：65～75mm；喷涂速度：喷枪移动速度：350mm/min，工件转速150～250rpm；冷却方式：采用压缩空气强制冷却；步骤五：活塞环外圆切削将喷涂后环的外圆磨削至固定尺寸并拆夹，则这轴环解体成三组每组长度≤50mm，在每环组中每片环由于外圆涂层的粘连而相互粘结在一起，用CBN金刚滚轮将砂轮成型修正成为金刚滚轮的反轮廓形状；步骤六：表面喷涂处理在温度25℃-35℃之间，将步骤六得到的活塞环放置到ZS-811溶液中，浸染超过10分钟，再取出，风干，祛除表面粘附的杂质，既得最终产品。在加工过程中，各成分还可以可以如下混合：方法二60-80重量份的铁(Fe)、2.55-2.75重量份的碳(C)、1.50-1.85重量份的铜(Cu)、2.15-2.45重量份的锝(Te)、2.15-2.32重量份的铝(Al)、2.25-2.50重量份的钼(Mo)、2.35-2.85重量份的钫(Fr)、2-3重量份的二氧化硅(SiO2)、1-2重量份的二氧化锰(MnO2)和7-8重量份的铍青铜。方法三60-80重量份的铁(Fe)、2.55-2.75重量份的碳(C)、1.50-1.85重量份的铜(Cu)、2.15-2.45重量份的铑(Rh)、2.15-2.32重量份的铝(Al)、2.25-2.50重量份的钯(Pd)、2.35-2.85重量份的钡(Ba)、2-3重量份的二氧化硅(SiO2)、1-2重量份的二氧化锰(MnO2)和7-8重量份的铍青铜。方法四60-80重量份的铁(Fe)、2.55-2.75重量份的碳(C)、1.50-1.85重量份的铜(Cu)、2.15-2.45重量份的锆(Zr)、2.15-2.32重量份的铝(Al)、2.25-2.50重量份的钇(Y)、2.35-2.85重量份的锶(Sr)、2-3重量份的二氧化硅(SiO2)、1-2重量份的二氧化锰(MnO2)和7-8重量份的铍青铜。铁(Fe)：有良好的延展性、导电、导热性能，有很强的铁磁性，属于磁性材料。铜(Cu)：铜呈紫红色光泽的金属，密度8.92克/立方厘米，熔点1083.4±0.2℃，沸点2567℃，有很好的延展性，导热和导电性能较好。锝(Te)：沸点4877℃，受拉屈服强度1.29GPa，熔点2172℃，导热率51W，极限抗拉强度1.51GPa。铌(Nd)：铌是灰白色金属，熔点2468℃，沸点4742℃，密度8.57克/立方厘米，铌是一种带光泽的灰色金属，具有顺磁性，属于元素周期表上的5族，高纯度铌金属的延展性较高，但会随杂质含量的增加而变硬。铝(Al):银白色轻金属,有延展性,在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜,相对密度2.70,熔点660℃,沸点2327℃.铷(Rb):是一种化学物质，极软的银白色蜡状金属,质软而轻，其化学性质比钾活泼,在光的作用下易放出电子,遇水起剧烈作用，生成氢气和氢氧化铷,易与氧作用生成复杂的氧化物,由于遇水反应放出大量热，所以可使氢气立即燃烧,纯金属铷通常存储于密封的玻璃安瓿瓶中。镭(Ra):密度6.0克/立方厘米(20℃),熔点700℃，沸点约1140℃,银白色有光泽的软金属。二氧化锰(MnO2):黑色无定形粉末，或黑色斜方晶体,溶解性：难溶于水、弱酸、弱碱、硝酸、冷硫酸，加热情况下溶于浓盐酸而产生氯气。二氧化硅(SiO2):二氧化硅，化学术语，纯的二氧化硅无色，常温下为固体，化学式为SiO2，不溶于水,不溶于酸，但溶于氢氟酸及热浓磷酸，能和熔融碱类起作用。铍青铜:含有1.7～2.5％铍及少量镍、铬、钛等元素，经过淬火时效处理后，强度极限可达1250～1500MPa，接近中等强度钢的水平。在淬火状态下塑性很好，可以加工成各种半成品。铍青铜具有很高的硬度、弹性极限、疲劳极限和耐磨性，还具有良好的耐蚀性、导热性和导电性，受冲击时不产生火花，广泛用作重要的弹性元件、耐磨零件和防爆工具等。钼(Mo):钼熔点很高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多种金属元素混合型活塞环的制备工艺，其特征在于，所述活塞环主要是由铁(Fe)、碳(C)、铜(Cu)、铌(Nd)、铝(Al)、铷(Rb)、镭(Ra)、二氧化硅(SiO2)、二氧化锰(MnO2)和铍青铜混合制成。

【技术特征摘要】
1.多种金属元素混合型活塞环的制备工艺，其特征在于，所述活塞环主要是由铁(Fe)、碳(C)、铜(Cu)、铌(Nd)、铝(Al)、铷(Rb)、镭(Ra)、二氧化硅(SiO2)、二氧化锰(MnO2)和铍青铜混合制成。2.根据权利要求1所述的多种金属元素混合型活塞环的制备工艺，其特征在于，所述活塞环中的各成分含量可以如下：60-80重量份的铁(Fe)、2.55-2.75重量份的碳(C)、1.50-1.85重量份的铜(Cu)、2.15-2.45重量份的铌(Nd)、2.15-2.32重量份的铝(Al)、2.25-2.50重量份的铷(Rb)、2.35-2.85重量份的镭(Ra)、2-3重量份的二氧化硅(SiO2)、1-2重量份的二氧化锰(MnO2)和7-8重量份的铍青铜。3.根据权利要求2所述的多种金属元素混合型活塞环的制备工艺，其特征在于，所述活塞环的具体加工步骤如下：步骤一：制胚先利用电子秤，按照60-80重量份的铁(Fe)、2.55-2.75重量份的碳(C)、1.50-1.85重量份的铜(Cu)、2.15-2.45重量份的铌(Nd)、2.15-2.32重量份的铝(Al)、2.25-2.50重量份的铷(Rb)、2.35-2.85重量份的镭(Ra)、2-3重量份的二氧化硅(SiO2)、1-2重量份的二氧化锰(MnO2)和7-8重量份的铍青铜，称取各成分，在将称取后的材料逐一加入到熔炼炉内，在1000℃-1500℃之间，锻件成粗胚；步骤二：冷却处理将铸态毛坯真空高压气冷淬火炉加热到650-700℃，在3×105Pa压力下连续用高纯氮气冷却，直到完全冷却后即止；步骤三：磷化处理磷化处理活塞环，首先用10-12％氢氧化铝溶液洗涤进行脱脂处理，温度控制在50-55℃之间，时间为11-13分钟，然后水洗；再用45-55％NaHSO4溶液洗涤进行酸洗处理，温度控制在18-20℃，时间为5-8分钟，然后水洗；采用体积比分别为2：2：1：1：45的浓度为56％的HCl、200ml/l的氧化锌、4～6g/l、1.3～1.5g/l硝酸钠、1.6～2g/l双氧水和水配制的表面活性剂溶液中，温度控制在55-62℃，浸入时间为12-15分钟；步骤四：表面喷砂处理对活塞环外圆活化的步骤，采用吸入式干喷砂进行喷涂前外圆的活化，砂粒种类：氧化铝，20～30目；喷射压力：0.3±0.05MPa，压缩空气须冷凝干燥；喷射距离：35±10mm，喷砂循环次数：2～3次；步骤五：活塞环外圆切削将喷涂后环的外圆磨削至固定尺寸并拆夹，则这轴环解体成三组每组长度≤50mm，在每环组中每片环由于外圆涂层的粘连而相互粘结在一起，用CBN金刚滚轮将砂轮成型修正成为金刚滚轮的反轮廓形状；步骤六：表面喷涂处理在温度...

【专利技术属性】
技术研发人员：何大林，林上忠，黄光伟，
申请(专利权)人：安徽尚忠活塞环有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34