[发明专利]一种发动机活塞粉末冶金制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发动机活塞粉末冶金制备方法，以及将该粉末冶金法兰盘制造成产品的工艺。

背景技术

粉末冶金是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技术也可用于陶瓷材料的制备。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。

通常所采用的粉末冶金工艺，对环境污染较大，而在机械行业中，大家也越来越倡导简化生产步骤，提高生产效率。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种工艺简单，成本低，生长效率高的发动机活塞粉末冶金制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种发动机活塞粉末冶金制备方法，包括有以下工艺步骤：

1）、原料准备，由以下重量份的原料组成：铁粉72-75、铜粉1.2-1.5、氧化锌0.3-0.6、硬酯酸5.3-6.5、氧化铝0.3-0.8、碳化钽1.4-1.8、氮化硅0.4-0.6、镍粉1.2-1.5、铬粉2.2-3.4、Co0.5-0.9、石墨粉0.3-0.5、二氧化锆1.3-1.6、润滑剂1.5-1.8；

2）、将上述原料粉末放入模具，原料粉末在52-58℃下混合搅拌均匀40-45分钟后，在60—65MPa的压强下压制成设定形状的坯料备用；

3）、烧结是在氮气为基础、氢气的比例为12～15vol%的烧结炉中进行，烧结炉温900℃～1020℃，以10-12℃/分钟速率升温至940-980℃条件下烧结1.5-1.8小时，再以4-8℃/分钟速率降温至500-540℃条件下保温1.2-1.5小时，最后将压坯送入100-120℃中冷却45-50分钟；

4）、烧结后进行淬火处理，淬火温度为700～750℃，保温34～44分钟，回火温度为180～220℃，保温25～30分钟。

所述淬火温度为730℃，保温39分钟，回火温度为200℃，保温27分钟。

本发明的有益效果：

与现有技术相比，本方法简化了粉末冶金的生产工艺，提高了生产效率，而且成品性能可靠，稳定性强，增加了产品的使用寿命，降低了生产成本，提高了生产效益。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明

一种发动机活塞粉末冶金制备方法，包括有以下工艺步骤：

1）、原料准备，由以下重量份的原料组成：铁粉73.5、铜粉1.3、氧化锌0.45、硬酯酸5.8氧化铝0.5、碳化钽1.6、氮化硅0.5、镍粉1.35、铬粉2.8、Co0.7、石墨粉0.4、二氧化锆1.45、润滑剂1.65；

2）、将上述原料粉末放入模具，原料粉末在55℃下混合搅拌均匀42分钟后，在62MPa的压强下压制成设定形状的坯料备用；

3）、烧结是在氮气为基础、氢气的比例为14vol%的烧结炉中进行，烧结炉温960℃，以11℃/分钟速率升温至960℃条件下烧结1.65小时，再以6℃/分钟速率降温至520℃条件下保温1.35小时，最后将压坯送入110℃中冷却48分钟；

4）、烧结后进行淬火处理，淬火温度为730℃，保温39分钟，回火温度为200℃，保温27分钟。

本发明的活塞由于特定的化学组成和粉末冶金的快速冷却凝固工艺，形成的MC碳化物的类型为（V、Nb）（C、N），使析出的MC碳化物更加细小，提高活塞的韧性，热处理后能够获得HRC60以上的硬度，可以满足不同类型的应用需求，用途广泛。本发明活塞采用粉末冶金工艺制备，过程采取多种有效的保护手段防止钢液及粉末受到污染，相比一般粉末冶金制备的工具钢，在MC碳化物含量相近的情况下，本发明工具钢MC碳化物更为细小，具有更高强韧性。