多主元合金高压油管的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多主元合金高压油管的制备方法，方法的步骤中包括：S1：机械研磨，将Fe粉、Co粉、Cr粉、Cu粉和Si粉混合并研磨得到混合粉末；Fe粉、Co粉、Cr粉、Cu粉和Si粉的原子百分比为65

【技术实现步骤摘要】
多主元合金高压油管的制备方法


[0001]本专利技术涉及一种多主元合金高压油管的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，我国绿色低碳循环发展的经济体系和清洁低碳安全高效的能源体系全面建立，绿色环保成为了发动机行业的一个关键技术。新型发动机必须使用高压共轨技术以提高燃油经济性和降低排放，在共轨燃油系统中，喷油系统的工作压力最高能达到200MPa，比传统柴油机要高出3倍。其中，高压油管需要承受燃油的高频高压脉冲冲击，经常会出现疲劳裂纹问题从而引起发动机故障。而且，高压油管容易受到活塞和机油的摩擦力，容易受到磨损，影响了高压油管的使用寿命。
[0003]目前，国内主要使用牌号为16Mn和16MnV的钢材来制备高压油管，16Mn和16MnV钢材制备得到的高压油管疲劳强度不够高，只能适用于160MPa以下的工作压力，而无法满足共轨燃油系统中的200MPa工作压力的要求。并且，16Mn和16MnV钢材也无法满足高压油管对耐磨性的要求，使用过程中容易被磨损进而会影响使用寿命。
[0004]公开号为CN101474641的中国专利中公开了一种高压油管的生产工艺，该工艺中对管坯进行多次酸洗、磷化、润滑、冷拨和中间热处理加工，最后再进行无氧热处理。但是该工艺制得的高压油管的疲劳强度和耐磨性均不够高，不能适用共轨燃油系统中200MPa的工作压力，也无法满足耐磨性要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种多主元合金高压油管的制备方法，它能够提高管件的疲劳强度，使管件能够适用于200MPa的工作压力，还能够提高管件的耐磨性，减小磨损，延长使用寿命。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种多主元合金高压油管的制备方法，方法的步骤中包括：
[0007]S1：机械研磨，将Fe粉、Co粉、Cr粉、Cu粉和Si粉混合并通过机械研磨得到混合粉末；其中，Fe粉、Co粉、Cr粉、Cu粉和Si粉的原子百分比为65
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x:20:10:5:x，x的范围为1～5；
[0008]S2：生坯成型，将步骤S1中的混合粉末灌注到成型模具中并模压形成FeCoCrCuSi金属生坯；
[0009]S3：微波烧结，利用微波加热将步骤S2中得到的FeCoCrCuSi金属生坯烧结成FeCoCrCuSi多主元合金锭；
[0010]S4：回火热处理，采用超音速火焰将步骤S3中获得的FeCoCrCuSi多主元合金锭在惰性气体保护下进行回火热处理；
[0011]S5：深冷处理，在回火热处理后的FeCoCrCuSi多主元合金锭上加工出中心孔，然后再置于液氮中深冷处理；
[0012]S6：冷挤压，将深冷处理后的FeCoCrCuSi多主元合金锭进行冷挤压以制成管件。
[0013]进一步，在步骤S1中，Fe粉、Co粉、Cr粉、Cu粉和Si粉均为纯度99.99％且粒径为200～400μm的单质粉，研磨后得到的混合粉末粒径为35～80μm。
[0014]进一步提供一种步骤S2的具体操作，步骤S2的具体操作为：首先将模压用的成型模具安装在压片机上，然后向所述成型模具的内腔中喷涂润滑液，待润滑液自然风干后再将混合粉末灌注到成型模具中并模压得到圆柱状的FeCoCrCuSi金属生坯。
[0015]进一步，向所述成型模具中喷涂的润滑液为二硫化钼颗粒和石墨颗粒的水性乳液。
[0016]进一步提供一种步骤S3的具体操作，步骤S3的具体操作为：将得到的FeCoCrCuSi金属生坯放置在陶瓷模具中并采用微波熔炼设备将FeCoCrCuSi金属生坯烧结成FeCoCrCuSi多主元合金锭。
[0017]进一步，所述陶瓷模具的材质为透波复合材料，所述透波复合材料含有80％的SiO2和20％的MgO；
[0018]所述微波熔炼设备中微波加热功率为20kW，频率为300MHz，真空度＜0.01Pa，工艺温度为1400～1500℃。
[0019]进一步，在步骤S4中，惰性气体为纯度99.99％的氩气，超音速火焰中心与FeCoCrCuSi多主元合金锭之间的距离为10～20mm，超音速火焰的移动速度为0.5m/min，FeCoCrCuSi多主元合金锭的旋转速度为2～3r/s，超音速火焰的原料为60％的航空煤油和40％的氧气。
[0020]进一步，在步骤S5中，所述FeCoCrCuSi多主元合金锭在液氮中深冷处理12h。
[0021]进一步，在步骤S6中，FeCoCrCuSi多主元合金锭在经过深冷处理后放入挤压机中进行冷挤压以制成管件，挤压方式为双动反向挤压，挤压速度为2～5mm/s，挤压温度范围为
‑
196～
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60℃。
[0022]进一步，步骤S6中冷挤压制成的管件壁厚为0.8～1.5mm。
[0023]采用了上述技术方案后，使用本专利技术的方法制得的管件可以作为高压油管使用，所述管件的材料为多主元合金，本专利技术利用多主元理论设计了管件的成分，通过调节Fe和Si的原子百分比来控制合金层错能在10～18J/cm2。先进行深冷处理然后通过冷挤压工艺制成薄壁的管件，通过低温冷挤压使材料产生冷塑性变形以便激活晶内变形孪晶，使所述管件的晶粒内部含有大量的高密梯度纳米孪晶，高密梯度纳米孪晶的尺寸为2～10纳米，纳米孪晶对疲劳裂纹尖端的扩展有抑制作用，因此能够提高所述管件的疲劳强度和疲劳寿命，使所述管件能够适用于共轨燃油系统中200MPa的工作压力，并且解决了现有钢管冷变形过程中不能激活变形孪晶等多种变形机制的问题。
[0024]此外，使用本专利技术的方法制得的管件的组织中小原子半径的Si元素固溶到大原子间隙中，晶格畸变提高了管件的硬度，耐磨性更好，提高了管件的耐磨性，减小了使用过程中的磨损，延长了管件的使用寿命。
附图说明
[0025]图1为本专利技术的实施例1中制备得到的管件的微观组织结构TEM图。
具体实施方式
[0026]本专利技术提供了一种多主元合金高压油管的制备方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文的方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。
[0027]本专利技术提供了一种多主元合金高压油管的制备方法，方法的步骤中包括：
[0028]S1：机械研磨，将Fe粉、Co粉、Cr粉、Cu粉和Si粉混合并通过机械研磨得到混合粉末；其中，Fe粉、Co粉、Cr粉、Cu粉和Si粉的原子百分比为65
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x:20:10:5:x，x的范围为1～5；
[0029]S2：生坯成型，将步骤S1中的混合粉末灌注到成型模具中并模压形成FeCoCrCuSi金属生坯；
[0030]S3：微波烧结，利用微波加热将步骤S2中得到的F本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多主元合金高压油管的制备方法，其特征在于，方法的步骤中包括：S1：机械研磨，将Fe粉、Co粉、Cr粉、Cu粉和Si粉混合并通过机械研磨得到混合粉末；其中，Fe粉、Co粉、Cr粉、Cu粉和Si粉的原子百分比为65
‑
x:20:10:5:x，x的范围为1~5；S2：生坯成型，将步骤S1中的混合粉末灌注到成型模具中并模压形成FeCoCrCuSi金属生坯；S3：微波烧结，利用微波加热将步骤S2中得到的FeCoCrCuSi金属生坯烧结成FeCoCrCuSi多主元合金锭；S4：回火热处理，采用超音速火焰将步骤S3中获得的FeCoCrCuSi多主元合金锭在惰性气体保护下进行回火热处理；S5：深冷处理，在回火热处理后的FeCoCrCuSi多主元合金锭上加工出中心孔，然后再置于液氮中深冷处理；S6：冷挤压，将深冷处理后的FeCoCrCuSi多主元合金锭进行冷挤压以制成管件。2.根据权利要求1所述的多主元合金高压油管的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，Fe粉、Co粉、Cr粉、Cu粉和Si粉均为纯度99.99%且粒径为200~400
µ
m的单质粉，研磨后得到的混合粉末粒径为35~80
µ
m。3.根据权利要求1所述的多主元合金高压油管的制备方法，其特征在于，步骤S2的具体操作为：首先将模压用的成型模具安装在压片机上，然后向所述成型模具的内腔中喷涂润滑液，待润滑液自然风干后再将混合粉末灌注到成型模具中并模压得到圆柱状的FeCoCrCuSi金属生坯。4.根据权利要求3所述的多主元合金高压油管的制备方法，其特征在于，向所述成型模具中喷涂的润滑液为二硫化钼颗...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪宋，陈奇，吴铭，
申请(专利权)人：江苏宏亿精工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：