本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，涉及一種改性粉末冶金活塞環(huán)的制備方法。
技術(shù)背景
活塞環(huán)(pistonring)是用于崁入活塞槽溝內(nèi)部的金屬環(huán)，活塞環(huán)分為兩種：壓縮環(huán)和機油環(huán)。壓縮環(huán)可用來密封燃燒室內(nèi)的可燃混合氣體；機油環(huán)則用來刮除汽缸上多余的機油?；钊h(huán)是一種具有較大向外擴張變形的金屬彈性環(huán)，它被裝配到剖面與其相應(yīng)的環(huán)形槽內(nèi)。往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運動的活塞環(huán)，依靠氣體或液體的壓力差，在環(huán)外圓面和氣缸以及環(huán)和環(huán)槽的一個側(cè)面之間形成密封?，F(xiàn)有活塞環(huán)一般采用鑄件加工，然后進行滲鉻、滲氮等處理，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本高，速度慢，不能滿足現(xiàn)有企業(yè)的需要。而粉末冶金不受熔煉限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它結(jié)構(gòu)組分，并且在相當大的范圍內(nèi)根據(jù)要求進行調(diào)整，進而在力學(xué)性能上能達到與構(gòu)件匹配的效果。粉末冶金機械化程度高，既能減少人員，又能提高效率，進而節(jié)約成本。粉末冶金技術(shù)能取代傳統(tǒng)的制造工藝，為廣大傳統(tǒng)企業(yè)節(jié)約成本。所以研究各種機械零部件的粉末冶金的配方，適應(yīng)不同的需要，具有重要的意義。而納米材料可以滿足傳統(tǒng)材料所達不到的要求，同時應(yīng)用納米材料可以滿足金屬加工領(lǐng)域中對材料性能的特殊要求，但是現(xiàn)有技術(shù)中納米材料應(yīng)用于粉末冶金技術(shù)中的披露還很少，并且技術(shù)不成熟。目前納米材料使用技術(shù)存在的主要問題為納米粉體顆粒材料的團聚問題，導(dǎo)致粉體顆粒材料在使用中由于顆粒表面張力所致而形成的顆粒團聚，從而導(dǎo)致在使用中添加化學(xué)分解劑進行團聚顆粒的分解才能正常使用，但是這樣就會帶來使用難度的增加和化學(xué)污染，同時降低了使用效率，這就限制這納米材料在粉末冶金技術(shù)中的應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種改性粉末冶金活塞環(huán)的制備方法。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種改性粉末冶金活塞環(huán)的制備方法，包括以下步驟：先按重量份稱取鋁粉40-50份、銅粉45-55份、鎳粉10-20份、三氧化二釔3-10份、氧化鋯4-9份、硫化錳粉5-9份、中密度聚乙烯3-11份、助劑3-8份、納米三氧化鎢2-6份、錳粉10-15份、石蠟11-15份，其中助劑由蓖麻油、聚甲基丙烯酸丁酯、二丙酮醇按照重量比1：2-4：2組成的；然后將各物料混合，在80-100℃下攪拌均勻后，裝入模具，壓制成坯；將壓坯放在燒結(jié)爐中，以8-10℃/分鐘速率升溫至500-560℃條件下燒結(jié)2-3小時；再在氮保護氛下，以8-12℃/分鐘速率升溫至760-820℃條件下燒結(jié)3-4小時；再以8-10℃/分鐘速率降溫至410-450℃條件下保溫2-3小時；將壓坯冷卻至室溫后放置3-4小時即得。
按重量份稱取鋁粉45份、銅粉460份、鎳粉15份、三氧化二釔6份、氧化鋯7份、硫化錳粉7份、中密度聚乙烯7份、助劑5份、納米三氧化鎢4份、錳粉13份、石蠟13份。
所述助劑由蓖麻油、聚甲基丙烯酸丁酯、二丙酮醇按照重量比1：3：2組成的。
將壓坯放在燒結(jié)爐中，以9℃/分鐘速率升溫至530℃條件下燒結(jié)2.5小時；再在氮保護氛下，以10℃/分鐘速率升溫至780℃條件下燒結(jié)3.5小時。
以9℃/分鐘速率降溫至430℃條件下保溫2.5小時。
本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明方法制備得到的改性粉末冶金活塞環(huán)具有較好強、硬度，性能優(yōu)異，抗磨損、耐熱性能好，可在高負荷、高溫條件等苛刻的條件下工作，可大規(guī)模生產(chǎn)，值得推廣。
具體實施方式
實施例1
一種改性粉末冶金活塞環(huán)的制備方法，包括以下步驟：先按重量份稱取鋁粉40份、銅粉45份、鎳粉10份、三氧化二釔3份、氧化鋯4份、硫化錳粉5份、中密度聚乙烯3份、助劑3份、納米三氧化鎢2份、錳粉10份、石蠟11份，其中助劑由蓖麻油、聚甲基丙烯酸丁酯、二丙酮醇按照重量比1：2：2組成的；然后將各物料混合，在80-100℃下攪拌均勻后，裝入模具，壓制成坯；將壓坯放在燒結(jié)爐中，以8-10℃/分鐘速率升溫至500℃條件下燒結(jié)2小時；再在氮保護氛下，以8℃/分鐘速率升溫至760℃條件下燒結(jié)3小時；再以8℃/分鐘速率降溫至410℃條件下保溫2小時；將壓坯冷卻至室溫后放置3小時即得。
實施例2
一種改性粉末冶金活塞環(huán)的制備方法，包括以下步驟：先按重量份稱取鋁粉50份、銅粉55份、鎳粉20份、三氧化二釔10份、氧化鋯9份、硫化錳粉9份、中密度聚乙烯11份、助劑8份、納米三氧化鎢6份、錳粉15份、石蠟15份，其中助劑由蓖麻油、聚甲基丙烯酸丁酯、二丙酮醇按照重量比1：4：2組成的；然后將各物料混合，在80-100℃下攪拌均勻后，裝入模具，壓制成坯；將壓坯放在燒結(jié)爐中，以10℃/分鐘速率升溫至560℃條件下燒結(jié)3小時；再在氮保護氛下，以12℃/分鐘速率升溫至820℃條件下燒結(jié)4小時；再以10℃/分鐘速率降溫至450℃條件下保溫2-3小時；將壓坯冷卻至室溫后放置4小時即得。
實施例3
一種改性粉末冶金活塞環(huán)的制備方法，包括以下步驟：先按重量份稱取鋁粉45份、銅粉460份、鎳粉15份、三氧化二釔6份、氧化鋯7份、硫化錳粉7份、中密度聚乙烯7份、助劑5份、納米三氧化鎢4份、錳粉13份、石蠟13份，其中助劑由蓖麻油、聚甲基丙烯酸丁酯、二丙酮醇按照重量比1：3：2組成的；然后將各物料混合，在80-100℃下攪拌均勻后，裝入模具，壓制成坯；將壓坯放在燒結(jié)爐中，以9℃/分鐘速率升溫至530℃條件下燒結(jié)2.5小時；再在氮保護氛下，以10℃/分鐘速率升溫至780℃條件下燒結(jié)3.5小時；再以9℃/分鐘速率降溫至430℃條件下保溫2.5小時；將壓坯冷卻至室溫后放置3.5小時即得。