專利名稱：低溫嚴(yán)寒區(qū)域使用的鋁活塞耐磨鑲環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)使用的鋁活塞耐磨鑲環(huán)，可在低溫嚴(yán)寒區(qū)域使用，屬于工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在各國使用的鋁活塞耐磨鑲環(huán)的材質(zhì)為高鎳奧氏體鑄鐵，絕大多數(shù)采用離心鑄造制備筒狀毛坯，然后機(jī)加工制成，其材質(zhì)為國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 2892-1973。具體牌號為L-Ni CuCr 1562，其他國家的標(biāo)準(zhǔn)大同小異。使用此牌號材質(zhì)生產(chǎn)的耐磨鑲環(huán)在低溫嚴(yán)寒區(qū)域使用時(shí)，特別是在_40°C -50°C條件下使用時(shí)易產(chǎn)生奧氏體向馬氏體的相變，使之體積膨脹，應(yīng)力增加，嚴(yán)重者卡住活塞環(huán)，產(chǎn)生拉缸，活塞環(huán)折斷，從而發(fā)生活塞斷裂掉頭。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種低溫嚴(yán)寒區(qū)域使用的鋁活塞耐磨鑲環(huán)，使用溫度可低達(dá)-50°C，而且在使用時(shí)不產(chǎn)生相變，不發(fā)生斷裂，從而保證了內(nèi)燃機(jī)活塞在嚴(yán)寒低溫區(qū)域的正常工作。所述的低溫嚴(yán)寒區(qū)域使用的鋁活塞耐磨鑲環(huán)的制備方法，包括熔煉、澆注、粗加工和精加工，其特點(diǎn)在于在粗加工和精加工之間增加冷處理工藝，冷處理工藝是將經(jīng)過粗加工的鋁活塞耐磨鑲環(huán)置于冷處理設(shè)備內(nèi)，以O(shè). 5 1°C /min的速度降至_40°C _50°C，并在此溫度冷處理2 4小時(shí)，再使鋁活塞耐磨鑲環(huán)的溫度自然回升到室溫，在室溫下保持至少24小時(shí)后再進(jìn)行精加工。所述的鋁活塞耐磨鑲環(huán)的化學(xué)成分重量百分組成如下C < 2. 7 ；Si 2. 4 2. 8 ;Mn O. 9 I. 5 ；Ni 15. 5 17 ;Cr I. 4 2 ；Cu 6. 5 8 ;S < O. 02 ;P < O. 025 ;余量為 Fe和不可避免的雜質(zhì)。具體工藝如下(I)熔煉用常規(guī)方法電爐熔煉，使金屬液達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)要求；(2)澆注采用離心鑄造方法制造毛坯；(3)粗加工進(jìn)行粗加工；(4)冷處理將粗加工后的鋁活塞耐磨鑲環(huán)置于冷處理設(shè)備內(nèi)，以O(shè). 5 1°C /min的速度降至_40°C -50°C，并在此溫度冷處理2 4小時(shí)，移出使其自然到室溫，在室溫下保持至少24小時(shí)后進(jìn)行精加工。(5)精加工將步驟(4)冷處理后的鋁活塞耐磨鑲環(huán)進(jìn)行精加工，達(dá)到圖紙要求。本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)是對鋁活塞耐磨鑲環(huán)進(jìn)行冷處理，這在以前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求中從來沒有的，目前也未見到相關(guān)的專利和文獻(xiàn)。本發(fā)明原理是
使用耐磨鑲環(huán)活塞的內(nèi)燃機(jī)，在常溫下工作時(shí)表現(xiàn)出優(yōu)良的性能，但是當(dāng)這種內(nèi)燃機(jī)在嚴(yán)寒地區(qū)工作時(shí)，耐磨鑲環(huán)會發(fā)生折斷，活塞被拉壞甚至頭部斷裂，以至于打壞發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的情況，經(jīng)過現(xiàn)場分析及實(shí)物檢測發(fā)現(xiàn)，是因?yàn)榛钊h(huán)被卡死在耐磨鑲環(huán)的環(huán)槽內(nèi)，使活塞環(huán)不能在環(huán)槽內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)所致。金相分析發(fā)現(xiàn)，奧氏體鑄鐵在由常溫降到低溫時(shí)(如_40°C )，其組織會發(fā)生部分相變，體積有所增大，使耐磨鑲環(huán)的環(huán)槽變窄，而活塞環(huán)的材料合金鑄鐵或球墨鑄鐵卻不發(fā)生體積變化。所以在嚴(yán)寒地區(qū)使用時(shí)，就常會發(fā)生耐磨鑲環(huán)環(huán)槽咬死活塞環(huán)的情況。如果預(yù)先將耐磨鑲環(huán)在-40°C下放置一段時(shí)間，讓其充分相變后再鑄入活塞，就不會發(fā)生上述活塞被卡死的情況。耐磨鑲環(huán)以比在預(yù)定工作區(qū)域的溫度下低5°C的溫度進(jìn)行冷處理(比如某區(qū)域最低平均溫度為_40°C則冷處理的溫度為-45°C )，使之在此溫度條件下將可能發(fā)生的奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致體積變化和內(nèi)應(yīng)力加大，在冷處理時(shí)就提前充分表現(xiàn)出來，使其以后在此嚴(yán)寒低溫下工作時(shí)不再發(fā)生此種變化，保證工作正常。本發(fā)明中冷處理溫度為-40°C _50°C，只要是經(jīng)過此溫度的冷處理，在高于此溫度的地方都可使用，例如_20°C也可以使用，當(dāng)然也可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化定制，即將冷處理溫度定在_25°C，這樣也可以。
本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明通過對耐磨鑲?cè)M(jìn)行冷處理，使之可以在低溫嚴(yán)寒條件下正常使用，減少了故障發(fā)生、增加了設(shè)備可靠性且提高了經(jīng)濟(jì)效益。


圖I是本發(fā)明冷處理工藝曲線圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。實(shí)施例I所述的低溫嚴(yán)寒區(qū)域使用的鋁活塞耐磨鑲環(huán)的制備方法如下(I)熔煉用常規(guī)方法電爐熔煉，使金屬液達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)要求；(2)澆注采用離心鑄造方法制造毛坯；(3)粗加工進(jìn)行粗加工；(4)冷處理將粗加工后的鋁活塞耐磨鑲環(huán)置于冷處理設(shè)備內(nèi)，以O(shè). 50C /min的速度降至-40°C，并在此溫度冷處理4小時(shí)，移出使其自然到室溫，在室溫下保持24小時(shí)進(jìn)行精加工。(5)精加工將步驟(4)冷處理后的鋁活塞耐磨鑲環(huán)進(jìn)行精加工，達(dá)到圖紙要求。上述鋁活塞耐磨鑲環(huán)的化學(xué)成分重量百分組成如下C 2. 60 ；Si 2. 46 ；Mn O. 99 ；Ni 16. O ；Cr I. 45 ；Cu 6. 8 ；S < 0. 016 ；P < 0. 020 ;余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例2所述的低溫嚴(yán)寒區(qū)域使用的鋁活塞耐磨鑲環(huán)的制備方法如下(I)熔煉用常規(guī)方法電爐熔煉，使金屬液達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)要求；(2)澆注采用離心鑄造方法制造毛坯；(3)粗加工進(jìn)行粗加工；
(4)冷處理將粗加工后的鋁活塞耐磨鑲環(huán)置于冷處理設(shè)備內(nèi)，以1°C /min的速度降至-45°C，并在此溫度冷處理3小時(shí)，移出使其自然到室溫，在室溫下保持24小時(shí)后進(jìn)行精加工。(5)精加工將步驟(4)冷處理后的鋁活塞耐磨鑲環(huán)進(jìn)行精加工，達(dá)到圖紙要求。
上述鋁活塞耐磨鑲環(huán)的化學(xué)成分重量百分組成如下C 2. 65 ；Si 2. 51 ；Mn I. 13 ；Ni 15. 8 ；Cr I. 43 ；Cu 6. 52 ；S < 0. 017 ；P < 0. 019 ;余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。實(shí)施例3所述的低溫嚴(yán)寒區(qū)域使用的鋁活塞耐磨鑲環(huán)的制備方法如下(I)熔煉用常規(guī)方法電爐熔煉，使金屬液達(dá)到上述標(biāo)準(zhǔn)要求；(2)澆注采用離心鑄造方法制造毛坯；(3)粗加工進(jìn)行粗加工；(4)冷處理將粗加工后的鋁活塞耐磨鑲環(huán)置于冷處理設(shè)備內(nèi)，以O(shè). 50C /min的速度降至-50°C，并在此溫度冷處理4小時(shí)，移出使其自然到室溫，在室溫下保持24小時(shí)后進(jìn)行精加工。(5)精加工將步驟(4)冷處理后的鋁活塞耐磨鑲環(huán)進(jìn)行精加工，達(dá)到圖紙要求。上述鋁活塞耐磨鑲環(huán)的化學(xué)成分重量百分組成如下C 2. 63 ；Si 2. 52 ；Mnl. 20 ；Ni 16. 82 ；Cr I. 51 ；Cu 7. 0 ；S < 0. 013 ；P < 0. 018 ;余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。對比例I制備現(xiàn)有技術(shù)鋁活塞耐磨鑲環(huán)，除了沒有步驟(4)冷處理工藝，其余如實(shí)施例I。性能測試測量實(shí)施例I 3與對比例I制得的鋁活塞耐磨鑲環(huán)的環(huán)槽寬度后，進(jìn)行如下冷處理實(shí)驗(yàn)以O(shè). 5°C /min的速度降至_40±2°C，并在此溫度冷處理4小時(shí)，移出使其自然到室溫。實(shí)驗(yàn)分析通過模擬在嚴(yán)寒條件下的情況發(fā)現(xiàn)，實(shí)施例I 3經(jīng)過冷處理的耐磨鑲環(huán)重新進(jìn)行環(huán)槽測量，其寬度不再發(fā)生變化。而對比例I的耐磨鑲環(huán)環(huán)槽平均變窄O. 04_。
權(quán)利要求
1.一種低溫嚴(yán)寒區(qū)域使用的鋁活塞耐磨鑲環(huán)的制備方法，包括熔煉、澆注、粗加工和精加工，其特征在于 在粗加工和精加工之間增加冷處理工藝，冷處理工藝是將經(jīng)過粗加工的鋁活塞耐磨鑲環(huán)置于冷處理設(shè)備內(nèi)，以O(shè). 5 I°C /min的速度降至_40°C _50°C，并在此溫度冷處理2 4小時(shí)，再使鋁活塞耐磨鑲環(huán)的溫度自然回升到室溫，在室溫下保持至少24小時(shí)后再進(jìn)行精加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低溫嚴(yán)寒區(qū)域使用的鋁活塞耐磨鑲環(huán)的制備方法，其特征在于所述的鋁活塞耐磨鑲環(huán)的化學(xué)成分重量百分組成如下C彡2. 7 ；Si 2. 4 2. 8 ；MnO. 9 I. 5 ；Nil5. 5 17 ;Cr I. 4 2 ；Cu 6. 5 8 ;S < O. 02 ;P < O. 025 ;余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機(jī)使用的鋁活塞耐磨鑲環(huán)，可在低溫嚴(yán)寒區(qū)域使用，屬于工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。所述的低溫嚴(yán)寒區(qū)域使用的鋁活塞耐磨鑲環(huán)的制備方法，包括熔煉、澆注、粗加工和精加工，其特點(diǎn)在于在粗加工和精加工之間增加冷處理工藝，冷處理工藝是將經(jīng)過粗加工的鋁活塞耐磨鑲環(huán)置于冷處理設(shè)備內(nèi)，以0.5～1℃/min的速度降至-40℃～-50℃，并在此溫度冷處理2～4小時(shí)，再使鋁活塞耐磨鑲環(huán)的溫度自然回升到室溫，在室溫下保持至少24小時(shí)后再進(jìn)行精加工。本發(fā)明通過對耐磨鑲?cè)M(jìn)行冷處理，使之可以在低溫嚴(yán)寒條件下正常使用，減少了故障發(fā)生、增加了設(shè)備可靠性且提高了經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C22C37/08GK102829180SQ20111045279
公開日2012年12月19日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者蘇道勝, 劉國強(qiáng) 申請人:蘇道勝