一种汽车转向动力缸活塞制造技术

本发明专利技术涉及一种活塞，具体涉及一种汽车转向动力缸活塞，属于汽车零部件领域。本发明专利技术汽车转向动力缸活塞由合金钢材料制得，所述合金钢材料由如下质量百分数的组分组成：C：0.1‑0.2％，Si：0.5‑0.62％，Ti：0.25‑0.32％Cr：6.5‑8.0％，Mo：2.2‑2.4％，P：≤0.05％，微米铝粉：0.1‑0.8％，微纳石墨烯片：0.2‑0.65％，余量为Fe。本发明专利技术在石墨模具中添加Bi元素，Bi元素在整个过程中不但起润滑作用，还起稳定剂的作用，优化摩擦界面，减少脆性相石墨的剥落，提高复合材料的润滑、抗磨损性能。

A Piston for Steering Power Cylinder of Automobile

The invention relates to a piston, in particular to a piston of automobile steering power cylinder, belonging to the field of automobile parts. The piston of the automobile steering power cylinder is made of alloy steel, which is composed of the following components: C: 0.1 0.2%, Si: 0.5 0.62%, Ti: 0.25 0.32% Cr: 6.5 8.0%, Mo: 2.2 2.4%, P: < 0.05%, micron aluminium powder: 0.1 0.8%, micro-nano graphene sheet: 0.2 0.65%, and residual Fe. The invention adds Bi element to the graphite mould, which not only plays the role of lubrication, but also plays the role of stabilizer in the whole process, optimizes the friction interface, reduces the spalling of brittle graphite, and improves the lubrication and wear resistance of the composite material.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车转向动力缸活塞专利
本专利技术涉及一种活塞，具体涉及一种汽车转向动力缸活塞，属于汽车零部件领域。
技术介绍
汽车行驶过程中，可能造成前轮胎气体漏气引起左右前轮轮胎气压的不同。可见轮胎气压不同影响轮胎的侧偏性能，进而影响汽车操纵稳定性。汽车左右前轮胎气压不同，其轮胎的滚动半径不同，在车辆直线行驶过程中，由于左右轮胎滚动半径不同，在车辆未打转向时，车辆始终向滚动半径小的方向跑偏，车辆不是按照直线行驶，造成驾驶员在行驶过程中不断地修正方向盘来控制车辆的行驶。汽车转向动力缸是将液压或气压能转变为机械能的、做直线往复运动(或摆动运动)的执行元件。而转向动力缸则是动力转向系统中重要的组成部位。该系统主要是用以将发动机输出的部分机械能转化为压力能(液压能或气压能)，并在驾驶员控制下，对转向传动装置或转向器中某一传动件施加不同方向的液压或气压作用力，以减轻驾驶员的转向操纵力，本专利技术的活塞用于汽车转向缸。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述问题，提出了一种高精度、高硬度、高密度的汽车转向动力缸活塞。本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：一种汽车转向动力缸活塞，所述汽车转向动力缸活塞由合金钢材料制得，所述合金钢材料由如下质量百分数的组分组成：C：0.1-0.2％，Si：0.5-0.62％，Ti：0.25-0.32％Cr：6.5-8.0％，Mo：2.2-2.4％，P：≤0.05％，微米铝粉：0.1-0.8％，微纳石墨烯片：0.2-0.65％，余量为Fe。本专利技术在汽车转向动力缸活塞中添加上述金属元素，其中铬能显著提高强度、硬度和耐磨性，但同时降低塑性和韧性。铬又能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。而钼能使钢的晶粒细化，提高淬透性和热强性能，在高温时保持足够的强度和抗蠕变能力。结构钢中加入钼，能提高机械性能，还可以抑制合金钢由于火而引起的脆性。在合金钢中加入Ti，能提高固溶强化作用及淬透性，同时细化铁素体晶粒，在强度相同的情况下，提高钢的塑性和韧性，特别是低温韧性，能强化铁素体并细化和增多珠光体，从而提高合金钢的强度。同时，能够提高钢的疲劳抗力，减小合金钢对缺口的敏感性。在本专利技术汽车转向动力缸活塞中，所述Cr元素和Mo元素预先经过十六烷基氨基酸纤维软化处理。本专利技术对上述金属元素进行软化处理，其中Cr元素和Mo元素由于硬度太高，在粉末冶金过程中，将其与剩余的元素混合后会导致压制成型的坯件均匀度较低，而在其他专利文献中并不涉及对元素的软化过程，因此本专利技术创造性的对金属元素进行软化处理，能够保证制得的活塞制件均匀，密度较高。在上述一种汽车转向动力缸活塞中，所述微米铝粉的粒径为5-10μm。Al元素在合金钢中存在时，具有如下作用：作为炼钢时的脱氧剂，并且细化晶粒；作为合金元素加入钢中，可提高钢的抗氧化性，改善钢的电磁性能，提高渗氮钢的耐磨性和疲劳强度等；铝还可提高钢在氧化性酸中的耐蚀性。而本专利技术在汽车转向动力缸活塞中加入上述粒径的微米铝粉，其中铝在空气环境下极易氧化而在表面覆盖一层非晶态的Al2O3薄膜，能够阻止铝粉的进一步氧化，而微米铝粉有别于纳米铝粉，微米铝粉在900℃之前重量不会变化，但是纳米铝粉在550℃就会开始氧化，因此为了防止加入的铝粉过早氧化，本专利技术加入的为微米铝粉。在上述一种汽车转向动力缸活塞中，所述微纳石墨烯片的大小为(10-12)mm*(3-5)mm。石墨烯合金钢复合材料的晶粒比普通合金钢更均匀细小，微纳石墨烯片分布在晶界上阻碍了晶粒的长大，从而得到了均匀细化的晶粒。加入微纳石墨烯片细化合金钢复合材料的晶粒，产生高位错密度和晶格畸变使其纳米硬度和弹性模量提高，微纳石墨烯片对可动位错有钉扎作用从而显著提高了合金钢的抗蠕变性能，断裂方式为典型韧窝断裂，韧窝和撕裂棱均匀细小，撕裂的表面可以清晰地看到均匀分布的微纳石墨烯片，石墨烯微纳片的自润滑性提高了合金钢的耐摩擦性能，且随着微纳石墨烯片含量增加，合金钢复合材料的摩擦因数降低。本专利技术的另一个目的在于提供一种上述汽车转向动力缸活塞的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：混粉：称取合金钢的材料进行球磨成混粉；成型：将混粉进行单向压制成型并保压成坯件；烧结：将保压后的坯件放入石墨模具中进行烧结得汽车转向动力缸活塞半成品；机加工：将汽车转向动力缸活塞半成品进行机加工后滚光制得汽车转向动力缸活塞成品。在上述一种汽车转向动力缸活塞的制备方法中，球磨过程中的球磨机的转速为320-340r/min，球料比为(4-5):1，球磨时间为4-5h，球磨方式为间歇式球磨。在上述一种汽车转向动力缸活塞的制备方法中，所述微米铝粉为经过预处理的微米铝粉，所述预处理方法包括如下步骤：在氧气环境中以20-25℃·min-1的升温速率对微米铝粉缓慢加热至650-700℃。为增加壳核结构微米铝粉的抗氧化性能，实现微米铝粉的增强，对微米铝粉进行预处理，微米铝粉处理后，微米铝粉的氧化铝壳从无定形态变为γ态，致密性增加，同时，微米铝粉的氧化铝壳厚度增加到原始厚度的3.3～5.9倍。在保持微米铝粉高活性的条件下，氧化铝壳的相变和增厚使得微米铝粉在低于1350℃的缓慢加热过程中不被氧化性环境氧化，仍保持较高活性，抗氧化性能大幅提高，微米铝粉的缓慢氧化反应机理从阶段性增重的破壳反应机理转变为氧化铝壳增强后的氧化反应抑制机理。在上述一种汽车转向动力缸活塞的制备方法中，所述单向压制成型的压力为180-200MPa，速率为3-5mm/min，保压时间为60-70s。在上述一种汽车转向动力缸活塞的制备方法中，所述烧结步骤在真空热压烧结炉中进行，所述烧结包括如下步骤：按照10-12℃/min的速率，从室温将温度升到800-820℃，保温30-32min，然后以5-7℃/min温升到1380-1400℃，保压32-34MPa，保压时间为40-42min，之后继续保温30-32min。本专利技术采用上述烧结方式，能够使烧结过程中的坯件密度更均匀，其中采用梯度烧结是为了使转向动力缸活塞具有相应的硬度和强度，而温度和时间则是本专利技术的特定参数，在上述参数下进行烧结才能使得到的转向动力缸活塞强度高。在上述一种汽车转向动力缸活塞的制备方法中，所述石墨模具由如下重量份数的成分组成：石墨60-80份，石墨烯：5-10份。本专利技术还在石墨模具中添加了石墨烯，石墨烯是一种二维晶体，由碳原子按照六边形进行排布，相互连接，形成一个碳分子，其结构非常稳定。且石墨烯是人类已知强度最高的物质，比钻石还坚硬，强度比世界上最好的钢铁还要高上100倍。因此本专利技术在石墨模具中加入石墨烯，能增强制得的石墨模具的机械性能，从而达到本专利技术目的。作为优选，所述石墨模具表面涂覆有Bi涂层，所述Bi涂层的厚度为2-5nm。本专利技术还在石墨模具中添加Bi元素，其中石墨和Bi元素都是作为固体润滑剂，在较大的正向载荷的作用下被压平，成为固体润滑层，固体润滑层在切向摩擦力的作用下不断铺展长大，并逐渐覆盖于整个摩擦副接触表面，形成连续完整复合固体润滑膜。Bi元素在整个过程中不但起润滑作用，还起稳定剂的作用，优化摩擦界面，减少脆性相石墨的剥落，提高合金钢的润滑、抗磨损性能。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、本专利技术对金属元素进行软化处理，能够保证制得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车转向动力缸活塞，其特征在于，所述汽车转向动力缸活塞由合金钢材料制得，所述合金钢材料由如下质量百分数的组分组成：C：0.1‑0.2％，Si：0.5‑0.62％，Ti：0.25‑0.32％Cr：6.5‑8.0％，Mo：2.2‑2.4％，P：≤0.05％，微米铝粉：0.1‑0.8％，微纳石墨烯片：0.2‑0.65％，余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.一种汽车转向动力缸活塞，其特征在于，所述汽车转向动力缸活塞由合金钢材料制得，所述合金钢材料由如下质量百分数的组分组成：C：0.1-0.2％，Si：0.5-0.62％，Ti：0.25-0.32％Cr：6.5-8.0％，Mo：2.2-2.4％，P：≤0.05％，微米铝粉：0.1-0.8％，微纳石墨烯片：0.2-0.65％，余量为Fe。2.根据权利要求1所述的一种汽车转向动力缸活塞，其特征在于，所述微米铝粉的粒径为5-10μm。3.根据权利要求1所述的一种汽车转向动力缸活塞，其特征在于，所述微纳石墨烯片的大小为(10-12)mm*(3-5)mm。4.一种如权利要求1所述的汽车转向动力缸活塞的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：混粉：称取合金钢的材料进行球磨成混粉；成型：将混粉进行单向压制成型并保压成坯件；烧结：将保压后的坯件放入石墨模具中进行烧结得汽车转向动力缸活塞半成品；机加工：将汽车转向动力缸活塞半成品进行机加工后滚光制得汽车转向动力缸活塞成品。5.根据权利要求4所述的一种汽车转向动力缸活塞的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：邬建尧，
申请(专利权)人：宁波瑞丰汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33