一種小型汽油機連桿毛坯材料及其應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于新材料加工領域，公開了一種小型汽油機連桿毛坯合金鋼材料及其應用，由如下原料制備而成，鑄鋼粉，錳粉，銅粉，鈷粉，碳化硅粉，氮化鋁粉，鈦酸鋇粉，硬脂酸鋅，氟化鈣，滑石粉，鈉水玻璃，硅膠粉。本發(fā)明制備的合金鋼材料抗拉強度、抗彎強度、屈服強度、斷后伸長率以及沖擊功等方面表現(xiàn)出較好的性能，適用于制作小型汽油機連桿以及其他機械性能要求較高的金屬件。
【專利說明】一種小型汽油機連桿毛坯材料及其應用
[0001]
【技術領域】
[0002]本發(fā)明屬于新材料加工領域，具體涉及一種小型汽油機連桿毛坯材料及其應用，尤其涉及一種小型汽油機連桿毛坯合金鋼材料及其應用。
[0003]【背景技術】
[0004]合金鋼里面除鐵、碳外，加入其他的元素，就叫合金鋼。在普通碳素鋼基礎上添加適量的一種或多種合金元素而構成的鐵碳合金。根據(jù)添加元素的不同，并采取適當?shù)募庸すに?，可獲得高強度、高韌性、耐磨、耐腐蝕、耐低溫、耐高溫、無磁性等特殊性能。合金鋼的主要合金元素有硅、錳、鉻、鎳、鑰、鎢、釩、鈦、鈮、鋯、鈷、鋁、銅、硼、稀土等。其中釩、鈦、鈮、鋯等在鋼中是強碳化物形成元素，只要有足夠的碳，在適當條件下，就能形成各自的碳化物，當缺碳或在高溫條件下，則以原子狀態(tài)進入固溶體中；錳、鉻、鎢、鑰為碳化物形成元素，其中一部分以原子狀態(tài)進入固溶體中，另一部分形成置換式合金滲碳體；鋁、銅、鎳、鈷、硅等是不形成碳化物元素，一般以原子狀態(tài)存在于固溶體中。合金鋼種類很多，通常按合金兀素含量多少分為低合金鋼(含量〈5%),中合金鋼(含量5%~10%),高合金鋼(含量>10%)；按質量分為優(yōu)質合金鋼、特質合金鋼；按特性和用途又分為合金結構鋼、不銹鋼、耐酸鋼、耐磨鋼、耐熱鋼、合金工具鋼、滾動軸承鋼、合金彈簧鋼和特殊性能鋼(如軟磁鋼、永磁鋼、無磁鋼)等。根據(jù)不同的用途，其對合金鋼的性能要求也不相同，因此需要對其進行改進和優(yōu)化。
[0005]汽車連桿是發(fā)動機的重要零部件，隨著汽車行業(yè)的高速發(fā)展，連桿的產銷量增速明顯。連桿在工作過程中承受著很高的周期性沖擊力、慣性力和彎曲力，其質量直接影響到發(fā)動機的性能。目前，高性能發(fā)動機對連桿提出更高的要求，強度、剛度要高，并要具有較高的韌性、純凈度和疲勞性能?，F(xiàn)有技術中已有的連桿毛坯合金鋼材料大多存在能耗較高，工藝復雜，而且合金鋼的性能達不到日益發(fā)展的發(fā)動機行業(yè)的需求。因此，開發(fā)一種成本低且性能佳的合金鋼材料是迫在眉睫的技術問題。
[0006]
【發(fā)明內容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的連桿毛坯合金鋼存在的機械性能和抗疲勞性能差、制備工藝復雜以及能耗高等問題，本發(fā)明提供了一種小型汽油機連桿毛坯合金鋼材料，本發(fā)明還公開了該合金鋼材料在連桿制備中的應用。
[0008]本發(fā)明的目的是通過如下技術方案實現(xiàn)，
一種小型汽油機連桿毛坯合金鋼材料，其由如下重量份的原料制備而成:
鑄鋼粉100-120份，猛粉5_6份，銅粉3_4份，鈷粉2_3份，碳化娃粉2_3份，氮化招粉2-3份，鈦酸鋇粉1-2份，硬脂酸鋅0.2-0.3份，氟化鈣0.2-0.3份，滑石粉0.2-0.3份，鈉水玻璃0.l-0.2份，硅膠粉0.1-0.2份。
[0009]優(yōu)選地，所述鑄鋼粉，錳粉，銅粉，鈷粉，碳化硅粉，氮化鋁粉，鈦酸鋇粉，硬脂酸鋅，氟化鈣以及滑石粉的粒徑為400目；
優(yōu)選地，所述鈉水玻璃的模數(shù)η為3.2 ;
優(yōu)選地，所述硅膠粉的粒徑為300-400目，孔體積為0.35-0.45ml/g,比表面積為600-800 m2/g ；
優(yōu)選地，所述鑄鋼粉的成份如下:C:1.0-1.1%，Mn: 0.6-0.7%, S1: 0.6-0.7%,Ni0.1-0.2%，余量為 Fe ；
上述小型汽油機連桿毛坯合金鋼材料的制備方法包括如下步驟:
O按照重量份稱取上述原料備用；
2)首先將鑄鋼粉，錳粉，銅粉，鈷粉，碳化硅粉，氮化鋁粉，鈦酸鋇粉，硬脂酸鋅，氟化鈣以及滑石粉，投入到攪拌機中，攪拌均勻，得到復合物I ;
3)將復合物I添加到反應器中，邊添加復合物I邊添加鈉水玻璃，攪拌均勻后，加熱至350-380°C，5分鐘后，停止加熱得到復合物2 ；
3)待復合物2的溫度降低至30°C時，然后往反應器中添加硅膠粉，攪拌均勻，得到混合物3 ;
4)將復合物3取出，在SMpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮氣保護氣氛下800°C進行燒結5小時，然后冷卻至室溫即得。
[0010]本發(fā)明還公開了上述小型汽油機連桿毛坯合金鋼材料在連桿制備中的應用。
[0011]本發(fā)明取得的有益效果主要包括:
本發(fā)明通過多次正交試驗選擇各種金屬和非金屬原料，配比合理，抗拉強度、抗彎強度、屈服強度、斷后伸長率以及沖擊功等方面表現(xiàn)出較好的性能，適用于制作小型汽油機連桿以及其他機械性能要求較高的金屬件；本發(fā)明添加合適比例的硅膠，其特殊的分子結構和孔徑可以與各原料緊密嵌合到一起；本發(fā)明添加水玻璃、硬脂酸鋅、氟化鈣以及滑石粉，使得產品內部組織結構的縱橫均勻度，合金粉末分散均勻；本發(fā)明制備工藝簡單可行，可以大規(guī)模工業(yè)化生產，具備較好的市場應用前景。
[0012]
【具體實施方式】
[0013]以下將采用具體的實施例來對本發(fā)明作進一步的解釋，但是不應當看作是對本發(fā)明創(chuàng)新精神的限制。
[0014]實施例1
一種小型汽油機連桿毛坯合金鋼材料，其由如下重量份的原料制備而成:
鑄鋼粉120份，錳粉6份，銅粉4份，鈷粉3份，碳化硅粉3份，氮化鋁粉3份，鈦酸鋇粉2份，硬脂酸鋅0.3份，氟化鈣0.3份，滑石粉0.3份，鈉水玻璃0.2份，硅膠粉0.2份。
[0015]所述鑄鋼粉，錳粉，銅粉，鈷粉，碳化硅粉，氮化鋁粉，鈦酸鋇粉，硬脂酸鋅，氟化鈣以及滑石粉的粒徑為400目；所述鈉水玻璃的模數(shù)η為3.2 ;所述硅膠粉的粒徑為300-400目，孔體積為0.35-0.45ml/g,比表面積為600-800 m2 /g ;所述鑄鋼粉的成份如下:C:1.0-1.1%，Mn: 0.6-0.7%，S1: 0.6-0.7%，Ni0.1-0.2%，余量為 Fe。[0016]上述小型汽油機連桿毛坯合金鋼材料的制備方法包括如下步驟:
O按照重量份稱取上述原料備用；
2)首先將鑄鋼粉，錳粉，銅粉，鈷粉，碳化硅粉，氮化鋁粉，鈦酸鋇粉，硬脂酸鋅，氟化鈣以及滑石粉，投入到攪拌機中，攪拌均勻，得到復合物I ;
3)將復合物I添加到反應器中，邊添加復合物I邊添加鈉水玻璃，攪拌均勻后，加熱至350°C，5分鐘后，停止加熱得到復合物2 ；
3)待復合物2的溫度降低至30°C時，然后往反應器中添加硅膠粉，攪拌均勻，得到混合物3 ;
4)將復合物3取出，在SMpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮氣保護氣氛下800°C進行燒結5小時，然后冷卻至室溫即得。
[0017]實施例2
一種小型汽油機連桿毛坯合金鋼材料，其由如下重量份的原料制備而成:
鑄鋼粉100份，錳粉5份，銅粉3份，鈷粉2份，碳化硅粉2份，氮化鋁粉2份，鈦酸鋇粉I份，硬脂酸鋅0.2份，氟化鈣0.2份，滑石粉0.2份，鈉水玻璃0.1份，硅膠粉0.1份。
[0018]所述鑄鋼粉，錳粉，銅粉，鈷粉，碳化硅粉，氮化鋁粉，鈦酸鋇粉，硬脂酸鋅，氟化鈣以及滑石粉的粒徑為400目；所述鈉水玻璃的模數(shù)η為3.2 ;所述硅膠粉的粒徑為300-400目，孔體積為0.35-0.45ml/g,比表面積為600-800 m2 /g。
[0019]上述小型汽油機連桿毛坯合金鋼材料的制備方法包括如下步驟:
O按照重量份稱取上述原料備用；
2)首先將鑄鋼粉，錳粉，銅粉，鈷粉，碳化硅粉，氮化鋁粉，鈦酸鋇粉，硬脂酸鋅，氟化鈣以及滑石粉，投入到攪拌機中，攪拌均勻，得到復合物I ;
3)將復合物I添加到反應器中，邊加復合物I邊加鈉水玻璃，攪拌均勻后，加熱至3800C，5分鐘后，停止加熱得到復合物2 ；
3)待復合物2的溫度降低至30°C時，然后往反應器中添加硅膠粉，攪拌均勻，得到混合物3 ;
4)將復合物3取出，在SMpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮氣保護氣氛下800°C進行燒結5小時，然后冷卻至室溫即得。
[0020]實施例3
本發(fā)明對實施例1和實施例2制備的合金鋼材料進行性能參數(shù)測試，采用市場常用的GCrl5合金鋼作為對照組，分別設置三個組:1為實施例1組，2為實施例2組，3為對照組；具體試驗結果如下表1:
表I
【權利要求】
1.一種小型汽油機連桿毛坯合金鋼材料，其由如下原料制備而成: 鑄鋼粉，錳粉，銅粉，鈷粉，碳化硅粉，氮化鋁粉，鈦酸鋇粉，硬脂酸鋅，氟化鈣，滑石粉，鈉水玻璃，硅膠粉。
2.如權利要求1所述的合金鋼材料，其特征在于，所述合金鋼材料由如下重量份的原料制備而成: 鑄鋼粉100-120份，猛粉5_6份，銅粉3_4份，鈷粉2_3份，碳化娃粉2_3份，氮化招粉2-3份，鈦酸鋇粉1-2份，硬脂酸鋅0.2-0.3份，氟化鈣0.2-0.3份，滑石粉0.2-0.3份，鈉水玻璃0.1-0.2份，硅膠粉0.1-0.2份。
3.如權利要求1-2任其一所述的合金鋼材料，其特征在于， 所述鑄鋼粉，錳粉，銅粉，鈷粉，碳化硅粉，氮化鋁粉，鈦酸鋇粉，硬脂酸鋅，氟化鈣以及滑石粉的粒徑為400目；所述鈉水玻璃的模數(shù)η為3.2 ;所述硅膠粉的粒徑為300-400目，孔體積為0.35-0.45ml/g,比表面積為600-800 m2 /g ； 優(yōu)選地，所述鑄鋼粉的成份如下:C: 1.0-1.1%，Mn: 0.6-0.7%，S1: 0.6-0.7%，Ni0.1-0.2%，余量為 Fe。
4.如權利要求2或3所述的小型汽油機連桿毛坯合金鋼材料，其特征在于，所述合金鋼材料的制備方法包括如下步驟: O按照重量份稱取上述原料備用； 2)首先將鑄鋼粉，錳粉，銅粉，鈷粉，碳化硅粉，氮化鋁粉，鈦酸鋇粉，硬脂酸鋅，氟化鈣以及滑石粉，投入到攪拌機中，攪拌均勻，得到復合物I ; 3)將復合物I添加到反應器中，邊添加復合物I邊添加鈉水玻璃，攪拌均勻后，加熱至350-380°C，5分鐘后，停止加熱得到復合物2 ； 4)待復合物2的溫度降低至30°C時，然后往反應器中添加硅膠粉，攪拌均勻，得到混合物3 ; 5)將復合物3取出，在SMpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮氣保護氣氛下800°C進行燒結5小時，然后冷卻至室溫即得。
【文檔編號】C22C38/08GK103909259SQ201410152829
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權日:2014年4月16日
【發(fā)明者】宋家杰, 顧為, 王汝進, 溫以民, 宋運生 申請人:臨沂市金立機械有限公司