[发明专利]粉末注射成形活塞环的设计制造方法

摘要

本发明公开了粉末注射成形活塞环的设计制造方法，根据活塞环产品技术要求，设计活塞环的椭圆方程，给出自由开口间隙尺寸；利用计算机进行结构强度、应力应变、摩擦磨损工程分析；设计选用粉末材料、设计粉末与粘接剂配比，经混炼、造粒，制成注射用喂料；设计制造椭圆形活塞环注射成形模具；通过注射、脱脂、烧结和后处理制成三维椭圆形活塞环坯件；切割开口，产品透光、弹力与尺寸检验、性能测试、包装、交货或入库。本发明采用粉末注射成形技术和计算机辅助设计与工程分析，设计选用粉末材料、设计粉末与粘接剂配比；由于喂料颗粒均匀，所以活塞环组织更加均匀，改善了传统铸造工艺的不足，提高了活塞环的设计自由度，改善了活塞环的结构。

主权项

粉末注射成形活塞环的设计制造方法，它包括以下步骤：(1)根据活塞环产品技术要求，设计自由状态下活塞环的椭圆方程，即给出活塞环二维或三维椭圆方程、给出自由开口间隙尺寸；(2)利用计算机对所设计的椭圆形活塞环产品进行结构强度、应力应变、摩擦磨损进行计算机辅助设计与工程分析；(3)根据椭圆形活塞环产品技术要求，设计选用粉末材料、设计粉末与粘接剂配比，经混炼、造粒，制成注射用喂料；(4)考虑粉末注射成形工艺特点，设计制造椭圆形活塞环注射成形模具；(5)采用粉末注射成形工艺：通过注射、脱脂、烧结和后处理制成三维椭圆形活塞环坯件；(6)机械加工：切割开口，采用正圆法磨削活塞环外圆面，双面研磨椭圆形活塞环两端面；根据材料力学性能，确定是否进行热处理以便切削加工或满足表面硬度等要求；(7)产品透光、弹力与尺寸检验、性能测试、包装、交货或入库；所述混炼：将重量比为80wt％～85wt％的铁基粉末与15wt％～20wt％并由石蜡、高密度聚乙烯、聚丙烯和硬脂酸混合形成的粘接剂分别加入混炼机中并在150～200℃、转速30～45rpm的条件下混炼30min～60min制成喂料；所述注射：在塑料模压成形机上于模压温度150～200℃、模压压力20～200MPa的条件下将喂料模压成形，得到椭圆形活塞环注射坯体；所述脱脂：将注射坯体在有机溶剂中于40～60℃下浸泡2～4h；干燥后，再在分解氨气氛的保护下于200～600℃进行热脱脂，时间6～8h；所述烧结：将脱脂的模压坯体在1300～1850℃温度下的真空烧结炉中烧结20～60min，得到形状、尺寸及精度均符合要求的三维椭圆形活塞环坯件。