一種汽車減震器活塞桿及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種汽車減震器活塞桿及其制備方法，屬于汽車配件領域。
【背景技術】
[0002] 汽車懸掛系統(tǒng)中通常都安裝有減震器，減震器能使汽車在行駛過程中減少行駛時 的波動，通過減震器的減震緩沖作用達到提高乘車的舒適性和安全性的目的。減震器的結 構是將帶有活塞的活塞桿插入筒內，筒中充滿油。
[0003] 減震器活塞桿是減震器中重要的部件，由于減震器活塞桿需要多次往返運動，同 時活塞是浸泡于油中，因此對活塞桿強度、硬度以及氣密度有著較高的要求?，F(xiàn)有的減震器 活塞桿在工作過程中，由于其強度、硬度不夠，發(fā)生損壞，從而影響了減震器的正常工作。傳 統(tǒng)的減震器活塞桿采用的是鑄造加工方式，尺寸精度比較低，后續(xù)加工工藝復雜，需要高精 度的機床才能制的，生產(chǎn)工作效率比較低下，采用手動模具進行精整，精整精度不高，效率 低，誤差大，產(chǎn)品質量不穩(wěn)定，尤其是強度不夠，耐磨性、耐高溫性不佳。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種高強度、高硬度、高耐磨性、高耐溫性以及氣密性好的 減震器活塞桿。
[0005] 本發(fā)明的目的可通過下列技術方案來實現(xiàn):一種汽車減震器活塞桿，所述汽車減 震器活塞桿的組分及其重量份數(shù)為:鐵:60-80份，鎳:0.5-2份，錳:0.3-1.5份，銅:0.2-2份， 鈦:0.3-1.2份，鉻：3-6份，磷:0.2-0.8份，釩:0.02-0.5份，鎢:0.03-0.8份，氟化稀土:0.5-2.5份，添加劑:2-6份。
[0006] 在活塞桿的組分中加入鉻、鎳、鈷、銅、錳、鎢、釩等耐高溫的合金元素，配合較高溫 度的燒結，可進一步提高活塞桿的強度、耐磨性和耐高溫等性能。本發(fā)明活塞桿中加入了 0.2-0.8份適量磷，磷是一個顯著的強化元素，配合本發(fā)明的燒結過程中燒結溫度及保溫時 間的延長，有利于原子的擴散和合金元素的均勻化，提高減震器活塞桿的強度和韌性，同時 還可節(jié)約銅、鉬等金屬和材料的使用，進而降低生產(chǎn)成本。銅在鐵中有一定的溶解度，在活 塞桿中添加適量的銅，具有固溶強化作用。另外，在活塞桿的材料中加入了氟化稀土，能精 煉、脫硫、中和低熔點有害雜質的作用，并改善活塞桿的加工性能。當鉻、鎳、鈷、銅、錳、鎢、 釩、鈦合金與氟化稀土共同作用時，可以大幅度提高減震器活塞桿的物理化學性能，尤其是 提高活塞桿的強度、硬度、耐磨性、耐高溫性以及氣密性。本發(fā)明汽車減震器活塞桿通過選 擇配伍合理的材料制成，提高其綜合性能較，尤其是力學性能，進一步提高活塞桿的使用效 率及使用壽命。
[0007] 所述的鎳、錳、銅、鈦、鉻、磷、釩、鎢、鐵分別為粉末狀顆粒物，所述粉末狀顆粒物的 粒徑為 60-1 ΟΟμπι。
[0008] 所述的添加劑包括膠體石墨0.2-1份、潤滑劑0.5-2份、粘結劑0.2-1份、硫化錳 0.2-2 份。
[0009]所述膠體石墨的粒徑為10-30μπι。石墨和鐵能形成滲碳體高硬度相，對提高最終活 塞桿的力學綜合性能具有很好的作用。銅、鉻等含量的增加能直接提高活塞桿的強度，但因 為塑性較差，會降低活塞桿的硬度，石墨含量的增加對活塞桿機械性能的影響與銅、鉻等相 反，能顯著增加活塞桿的硬度。通過合理配置這幾種成分之間的配比，使活塞桿的硬度和強 度保持在平衡狀態(tài)。且本發(fā)明選用的膠體石墨是通過將粒徑小于4微米的石墨顆粒均勻分 散于有機溶劑中構成，石墨顆粒的含量一般為整個膠體含量的30%_40%。膠體石墨不僅具 有傳統(tǒng)石墨的各類性質，還具有良好的潤滑性能、優(yōu)良的導熱性能。本發(fā)明采用膠體石墨取 代傳統(tǒng)粉末冶金過程中使用的普通石墨，在壓制成型過程中能減少潤滑劑的使用，在燒結 過程中，能提高燒結成型的良率。
[0010]氟化稀土與添加劑中的石墨、潤滑劑、粘結劑、硫化錳也均為粉末狀顆粒物。
[0011] 所述粘結劑為分子量< 350000的非交聯(lián)聚丙烯酸酯類聚合物，分子量優(yōu)選為 50000-200000〇
[0012] 所述潤滑劑選自硬脂酸鋅、硬脂酸鋰、石蠟、聚四氟乙烯中的一種或多種。潤滑劑 主要起到降低粉末與模具之間以及粉末與粉末之間的摩擦力，使粉末壓制過程中，能更好 地傳遞壓力，增強粉末顆粒的填充性能。
[0013] 在本發(fā)明減震器活塞桿中添加一定量的硫化錳，可在壓制時能較好的分散于鐵粉 表面，使得鐵粉能在相對較低的壓力和溫度下從固體轉變?yōu)橐后w，可以最大限度發(fā)揮金屬 粉末的可壓性，在保證活塞桿硬度、耐磨性的同時提高產(chǎn)品的密度，保證活塞桿的氣密性。
[0014] 本發(fā)明還涉及一種上述汽車減震器活塞桿的制備方法，所述的制備方法包括如下 步驟：
[0015] 配料:配制減震器活塞桿的組分，將除氟化稀土外的其他原料混料，混料時間25-60min，混料的同時加入氟化稀土；
[0016] 壓制成型:將混料好的粉末在350_380Mpa下壓制成生坯；
[0017]高溫燒結:將生坯放入燒結爐中，充入保護氣體進行六段燒結:第一段:在720-760 °(3保溫燒結15-20min;第二段:在820-850°C保溫燒結15-20min;第三段:在960-980°C保溫 燒結20-25min;第四段:在1100-1120°C保溫燒結30-40min;第五段:在1150-1170°C保溫燒 結40-60min;第六段:在1250-1280°C保溫燒結60-120min，得坯件；
[0018] 熱處理:將坯件送入熱處理爐中進行淬火處理、低溫回火處理；
[0019] 后處理：將熱處理后的坯件經(jīng)超聲波清洗、蒸氣處理、浸油，即可得汽車減震器活 塞桿成品。
[0020] 配制減震器活塞桿的組分時，所述的鎳、錳、銅、鈦、鉻、磷、釩、鎢、鐵分別以含鎳量 為20-60%的鎳鐵粉、純錳粉、電解銅粉、含鈦量為20-60%的鈦鐵粉或純鈦粉、含鉻量為20-70 %的高碳鉻鐵粉或純鉻粉、含磷量為20-25 %的磷化鐵粉、含釩量為40 %的釩鐵粉、純鎢 粉、鐵粉的形式加入，且分別為粒徑為60-100μπι的粉末狀顆粒物。
[0021] 本發(fā)明汽車減震器活塞桿的制備方法中，隨著壓力的增加，壓坯密度增加，在壓制 壓力低于350MPa下，壓力的增加使壓坯密度迅速增加，其原因在于壓制壓力較小時，粉末在 壓制過程中主要進行滑移、重排及部分塑性變形;此時塑性變形幅度雖大，但顆粒產(chǎn)生的加 工硬化作用較小，所以壓坯的密度顯著增加。當壓制壓力大于380MPa時，隨著壓力的增加， 壓坯密度變化趨勢減緩。因此，本發(fā)明活塞桿在350-380Mpa下壓制成型。進一步優(yōu)選，壓制 成型的壓力為360-380Mpa。
[0022] 本發(fā)明采用高溫燒結結合低溫回火的熱處理，提高減震器活塞桿的耐高溫、耐磨 性及抗腐蝕性能。本發(fā)明減震器活塞桿的燒結分六段階梯式燒結，前幾段的燒結可除去潤 滑劑，隨著燒結溫度進一步的上升，燒結頸擴大，顆粒間距減小，形成連續(xù)的空隙網(wǎng)格，燒結 體收縮分隔，以提高產(chǎn)品密度并能提高強度。在本發(fā)明減震器活塞桿的燒結中燒結溫度要 比常規(guī)燒結溫度偏高，否則原料粉末中的&、1，、11等合金元素在燒結中易氧化。但燒結溫 度過高超過1300°c時，產(chǎn)品晶粒過于增大，使得燒結空隙被完全歪曲，造成產(chǎn)品變形和開 裂，不符合要求。
[0023] 所述燒結時充入的保護氣體為氨燃燒氣氛，是一種以氮為基本成分并含有10-20%氫的純凈氮基氣氛。燒結是粉末冶金零件生產(chǎn)中的一道重要工序，保護氣體是燒結的 主要參數(shù)。充入保護氣體，防止燒結過程中發(fā)生氧化還原反應，降低產(chǎn)品性能。通常采用的 燒結氣氛有吸熱式、放熱式和氨分解，它們的使用不僅受原料氣的限制，還存在安全等問 題。本發(fā)明在燒結過程中充入的保護氣氛為氨燃燒氣氛。通過研究氨燃燒氣氛與氨分解氣 氛，發(fā)現(xiàn)氨燃燒氣氛用于本發(fā)明減震器活塞桿粉末冶金的燒結保護有如下優(yōu)點：I、H2含量 低，方便且可調，減少了碳燒損量，提高了壓潰強度;2、氣氛經(jīng)吸附后純凈，露點低，提高了 光亮度;3、操作安全性好，改善了勞動條件，并可間接提高產(chǎn)品質量;4、不僅降低了制備成 本，還降低了氨耗量和耗電量，降低了產(chǎn)品成本。
[0024]在上述汽車減震器活塞桿的制備方法中，熱處理中的淬火處理為：將坯件加熱到