耐磨損汽車活塞環(huán)加工方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車零部件加工領域，尤其是一種耐磨損汽車活塞環(huán)加工方法。
【背景技術】
[0002]活塞是潛孔沖擊器的關鍵部位之一，是受力最復雜，最易損壞的部件。在沖擊過程中，活塞以每秒幾米至幾十米的速度沖擊釬桿并反彈，產(chǎn)生極大的瞬時沖擊力并對活塞造成嚴重的破壞，以致活塞出現(xiàn)斷裂、剝落、崩塊等普遍失效情況。因而很多熱處理工作者致力于沖擊活塞的熱處理工藝研究，希望它具有很高的強韌性和抗沖擊疲勞性，同時活塞的表面具有高硬度，以使沖擊活塞在高頻率強烈沖擊過程中不蹋陷、不崩裂，延長活塞的使用壽命ο
[0003]近年來，在冶金礦山、煤礦巖巷、化工采礦等巖石掘進工程中，潛孔沖擊器正在發(fā)揮著越來越重要的作用，這就對沖擊活塞的性能提出了更高的要求，進而對加工活塞的原材料和熱處理工藝提出了更高的要求。目前，傳統(tǒng)的熱處理工藝或者提高了活塞的抗沖擊性能，但是犧牲了表面硬度，降低了活塞表面抗載荷和耐磨損能力；或者具有較高的表面硬度，但抗沖擊性能差，活塞的使用壽命始終達不到礦山生產(chǎn)要求。這不但影響礦山的工作效率，且在經(jīng)濟上也造成了一定損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于避免現(xiàn)有技術中的不足之處，而提供一種耐磨損汽車活塞環(huán)加工方法。
[0005]本發(fā)明的目的通過以下技術方案如下:
耐磨損汽車活塞環(huán)加工方法，加工步驟包括:
a、鑄造活塞環(huán)毛坯，控制活塞環(huán)的各化學成分的重量百分比應滿足下述要求:C2.48 ?2.75、ΜηΟ.15 ?0.25、V0.05-0.15、Sil.15 ?1.35、W0.04-0.07、Ρ0.018 ?0.035、S0.015 ?0.025、Ni0.15 ?0.23、Co0.35 ?0.45、Sn0.12 ?0.21、Nd0.018 ?0.035，余量為鐵；
b、對活塞環(huán)分別進行真空高壓氣冷淬火處理、鹽浴淬火池處理，真空高壓氣冷淬火處理是先將鑄態(tài)毛坯真空高壓氣冷淬火爐加熱到650-700°C，在3X 105Pa壓力下連續(xù)用高純氮氣冷卻，然后進行鹽浴淬火，鹽浴處理溫度為120-130°C，鹽浴處理保溫時間為1.5-2h，熔鹽組成成分重量比:亞硝酸鉀22-25份、純堿20-25份、碳酸銅10-12份、硫酸鉀7_10份；
c、磷化處理活塞環(huán)，首先用10-12%氫氧化鋁溶液洗滌進行脫脂處理，溫度控制在50-55°C之間，時間為11-13分鐘，然后水洗；再用45-55%NaHS04S液洗滌進行酸洗處理，溫度控制在18-20°C，時間為5-8分鐘，然后水洗；采用體積比分別為2:2:1:1:45的濃度為56%的HCl、200ml/l的氧化鋅、4?6g/l、l.3?1.5g/l硝酸鈉、1.6?2g/l雙氧水和水配制的表面活性劑溶液中，溫度控制在55-62°C，浸入時間為12-15分鐘；
d、發(fā)黑處理采用氧化性氣體對螺栓進行發(fā)黑處理，控制溫度400°C _450°C，時間15-20分鐘，再進行清洗、風干，即得成品活塞環(huán)。
[0006]所述熔鹽組成成分重量比:亞硝酸鉀23.5份、純堿22.5份、碳酸銅11份、硫酸鉀8.5 份。
[0007]本發(fā)明的耐磨損活塞環(huán)制備方法中合金元素配比合理，同時鑄件通過模鍛、真空高壓氣冷淬火處理、鹽浴淬火池處理、磷化處理、發(fā)黑處理，提高了發(fā)動機活塞環(huán)強度，達到了耐磨損活塞環(huán)所需的硬度值、強度值，解決了高溫度下發(fā)動機曲軸瓦的延遲斷裂和疲勞斷裂，在使用中連接可靠，不易折斷，提高了曲軸瓦壽命。
【具體實施方式】
[0008]結合以下實施例對本發(fā)明作進一步描述:
耐磨損汽車活塞環(huán)加工方法，加工步驟包括:
a、鑄造活塞環(huán)毛坯，控制活塞環(huán)的各化學成分的重量百分比應滿足下述要求:C2.48 ?2.75、ΜηΟ.15 ?0.25、V0.05-0.15、Sil.15 ?1.35、W0.04-0.07、Ρ0.018 ?0.035、S0.015 ?0.025、Ni0.15 ?0.23、Co0.35 ?0.45、Sn0.12 ?0.21、Nd0.018 ?0.035，余量為鐵；
b、對活塞環(huán)分別進行真空高壓氣冷淬火處理、鹽浴淬火池處理，真空高壓氣冷淬火處理是先將鑄態(tài)毛坯真空高壓氣冷淬火爐加熱到650-700°C，在3X 105Pa壓力下連續(xù)用高純氮氣冷卻，然后進行鹽浴淬火，鹽浴處理溫度為120-130°C，鹽浴處理保溫時間為1.5-2h，熔鹽組成成分重量比:亞硝酸鉀23.5份、純堿22.5份、碳酸銅11份、硫酸鉀8.5份；
c、磷化處理活塞環(huán)，首先用10-12%氫氧化鋁溶液洗滌進行脫脂處理，溫度控制在50-55°C之間，時間為11-13分鐘，然后水洗；再用45-55%NaHS04S液洗滌進行酸洗處理，溫度控制在18-20°C，時間為5-8分鐘，然后水洗；采用體積比分別為2:2:1:1:45的濃度為56%的HCl、200ml/l的氧化鋅、4?6g/l、l.3?1.5g/l硝酸鈉、1.6?2g/l雙氧水和水配制的表面活性劑溶液中，溫度控制在55-62°C，浸入時間為12-15分鐘；
d、發(fā)黑處理
采用氧化性氣體對螺栓進行發(fā)黑處理，控制溫度400°C _450°C，時間15-20分鐘，再進行清洗、風干，即得成品活塞環(huán)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明活塞環(huán)制備方法生產(chǎn)的活塞環(huán)，經(jīng)過檢測試驗其機械性能數(shù)值如下，活塞環(huán)心部硬度達45-50HRC、活塞環(huán)外表面硬度達56-63HRC，抗拉強度達到1200Mpa，屈服強度達到1120Mpa，延伸率大于12%，斷面收縮率大于20%，沖擊韌性大于46J/cm2，綜合機械性能比現(xiàn)有工藝制造出的螺栓高10-12%。
[0010]最后應當說明的是，以上實施例僅用于說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明保護范圍的限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發(fā)明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的實質(zhì)和范圍。
【主權項】
1.耐磨損汽車活塞環(huán)加工方法，其特征在于，加工步驟包括: a、鑄造活塞環(huán)毛坯，控制活塞環(huán)的各化學成分的重量百分比應滿足下述要求:C2.48 ?2.75、ΜηΟ.15 ?0.25、V0.05-0.15、Sil.15 ?1.35、W0.04-0.07、Ρ0.018 ?0.035、S0.015 ?0.025、Ni0.15 ?0.23、Co0.35 ?0.45、Sn0.12 ?0.21、Nd0.018 ?0.035，余量為鐵； b、對活塞環(huán)分別進行真空高壓氣冷淬火處理、鹽浴淬火池處理，真空高壓氣冷淬火處理是先將鑄態(tài)毛坯真空高壓氣冷淬火爐加熱到650-700°C，在3X 105Pa壓力下連續(xù)用高純氮氣冷卻，然后進行鹽浴淬火，鹽浴處理溫度為120-130°C，鹽浴處理保溫時間為1.5-2h，熔鹽組成成分重量比:亞硝酸鉀22-25份、純堿20-25份、碳酸銅10-12份、硫酸鉀7_10份； c、磷化處理活塞環(huán)，首先用10-12%氫氧化鋁溶液洗滌進行脫脂處理，溫度控制在50-55°C之間，時間為11-13分鐘，然后水洗；再用45-55%NaHS04S液洗滌進行酸洗處理，溫度控制在18-20°C，時間為5-8分鐘，然后水洗；采用體積比分別為2:2:1:1:45的濃度為56%的HCl、200ml/l的氧化鋅、4?6g/l、l.3?1.5g/l硝酸鈉、1.6?2g/l雙氧水和水配制的表面活性劑溶液中，溫度控制在55-62°C，浸入時間為12-15分鐘； d、發(fā)黑處理 采用氧化性氣體對螺栓進行發(fā)黑處理，控制溫度400°C _450°C，時間15-20分鐘，再進行清洗、風干，即得成品活塞環(huán)。2.根據(jù)權利要求1所述的耐磨損汽車活塞環(huán)加工方法，其特征在于:所述熔鹽組成成分重量比:亞硝酸鉀23.5份、純堿22.5份、碳酸銅11份、硫酸鉀8.5份。
【專利摘要】本發(fā)明公開了耐磨損汽車活塞環(huán)加工方法，加工步驟包括：鑄造活塞環(huán)毛坯，控制活塞環(huán)的各化學成分的重量百分比應滿足下述要求：C2.48～2.75、Mn0.15～0.25、V0.05-0.15、Si1.15～1.35、W0.04-0.07、P0.018～0.035、S0.015～0.025、Ni0.15～0.23、Co0.35～0.45、Sn0.12～0.21、Nd0.018～0.035，余量為鐵；本發(fā)明提高了發(fā)動機活塞環(huán)強度，達到了耐磨損活塞環(huán)所需的硬度值、強度值，解決了高溫度下發(fā)動機曲軸瓦的延遲斷裂和疲勞斷裂，在使用中連接可靠，不易折斷，提高了曲軸瓦壽命。
【IPC分類】C21D1/607, C22C37/10, C23C8/10, C21D1/18, F16J9/26, C21D5/00, C21D9/40
【公開號】CN105420591
【申請?zhí)枴緾N201510735045
【發(fā)明人】沈四海, 沈軍
【申請人】合肥海源機械有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月3日