一种基于增加耐磨粒子的粉末冶金座圈材料
阅读说明：本技术 一种基于增加耐磨粒子的粉末冶金座圈材料 (Powder metallurgy seat ring material based on increase of wear-resistant particles ) 是由 严云飞 冯友蓬 于 2020-12-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于座圈技术领域,尤其为一种基于增加耐磨粒子的粉末冶金座圈材料,包含有如下重量配比的元素原料：C：0.65%-1.6%、Cu：10.5%-22.5%、Cr：1.8%-5.0%、Mo：7.0%-16.0%、Co：12.0%-25.0%、W：2.5%-6.5%、S：0.08%-1.5%,余量为Fe；本发明的粉末冶金座圈,由C、Cu、Cr、Mo、Co、W、S和Fe元素组成,在原有的元素基础上,增加了耐磨粒子、耐腐蚀强化组织,极大地提高了座圈产品的耐磨性能、耐高温性能以及抗腐蚀能力,延长了座圈产品的使用寿命,可满足柴油机、天然气发动机等设备复杂的工况需求。(The invention belongs to the technical field of seat rings, and particularly relates to a powder metallurgy seat ring material based on wear-resistant particle addition, which comprises the following raw material elements in parts by weight: c: 0.65% -1.6%, Cu: 10.5% -22.5%, Cr: 1.8% -5.0%, Mo: 7.0% -16.0%, Co: 12.0% -25.0%, W: 2.5% -6.5%, S: 0.08 to 1.5 percent of the total weight of the alloy, and the balance of Fe; the powder metallurgy seat ring disclosed by the invention consists of C, Cu, Cr, Mo, Co, W, S and Fe elements, and on the basis of the original elements, wear-resistant particles and corrosion-resistant reinforced structures are added, so that the wear resistance, high temperature resistance and corrosion resistance of a seat ring product are greatly improved, the service life of the seat ring product is prolonged, and the complex working condition requirements of equipment such as a diesel engine and a natural gas engine can be met.)
技术领域
本发明属于座圈技术领域，具体涉及一种基于增加耐磨粒子的粉末冶金座圈材料。
背景技术
气门的作用是专门负责向发动机内输入空气并排出燃烧后的废气，从发动机结构上，分为进气门和排气门，进气门的作用是将空气吸入发动机内，与燃料混合燃烧；排气门的作用是将燃烧后的废气排出并散热。
气门是柴油机、天然气发动机等设备的核心零部件，而在柴油机、天然气发动机等设备中，轴承必不可少，在轴承内通常还安装有一个核心零件，那就是轴承座圈，由于柴油机、天然气发动机等设备在运行时会使气门处在高温的工作环境下，因此需要要求轴承座圈要具有较好的耐高温特性。
但是，传统的轴承座圈在使用时，其耐高温和耐腐蚀性能不足，难以满足柴油机、天然气发动机等设备复杂的工况需求。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于增加耐磨粒子的粉末冶金座圈材料，具有耐高温和耐腐蚀性能好的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于增加耐磨粒子的粉末冶金座圈材料，包含有如下重量配比的元素原料：C：0.65%-1.6%、Cu：10.5%-22.5%、Cr：1.8%-5.0%、Mo：7.0%-16.0%、Co：12.0%-25.0%、W：2.5%-6.5%、S：0.08%-1.5%，余量为Fe。
作为本发明的一种优选技术方案，包含有如下重量配比的元素原料：C：0.65%、Cu：10.5%、Cr：1.8%、Mo：7.0%、Co：12.0%、W：2.5%、S：0.08%，余量为Fe。
作为本发明的一种优选技术方案，包含有如下重量配比的元素原料：C：1.125%、Cu：16.5%、Cr：3.4%、Mo：11.5%、Co：18.5%、W：4.5%、S：0.79%，余量为Fe。
作为本发明的一种优选技术方案，包含有如下重量配比的元素原料：C：1.6%、Cu：22.5%、Cr：5.0%、Mo：16.0%、Co：25.0%、W：6.5%、S：1.5%，余量为Fe。
本发明增加耐磨粒子的粉末冶金座圈材料的制备工艺如下：
（1）200℃环境下，将C粉烘干四小时，取上述质量百分比的粉料待用；
（2）按比例将配好的粉料混合均匀；
（3）将混好的成品粉压制成产品毛坯；
（4）680-1200摄氏度环境下，将产品毛坯在真空烧结炉中连续烧结5小时至9小时，产品毛坯和铜片叠放2层至10层，当温度大于1083摄氏度时，铜片融化延产品毛坯的孔隙渗入产品内从而将产品压制时不能完全消除的孔隙填充；
（5）-200至-120摄氏度环境下，将烧结后的产品置于深冷处理设备中冷处理1-2小时，消除产品内应力；
（6）500-750摄氏度环境下，将冷处理后的产品置于高温回火炉中进行回火处理，提高产品韧性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的粉末冶金座圈，由C、Cu、Cr：、Mo、Co、W、S和Fe元素组成，在原有的元素基础上，增加了耐磨粒子、耐腐蚀强化组织，极大地提高了座圈产品的耐磨性能、耐高温性能以及抗腐蚀能力，延长了座圈产品的使用寿命，可满足柴油机、天然气发动机等设备复杂的工况需求。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的金相组织示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种基于增加耐磨粒子的粉末冶金座圈材料，包含有如下重量配比的元素原料：C：0.65%-1.6%、Cu：10.5%-22.5%、Cr：1.8%-5.0%、Mo：7.0%-16.0%、Co：12.0%-25.0%、W：2.5%-6.5%、S：0.08%-1.5%，余量为Fe，金相组织：回火马氏体+硬质相+铜+固体润滑剂，材料硬度：30-55HRC、材料密度：≥7.8g/cm3、径向压馈强度：≥540Mpa。
具体的，本实施例中，基准粉采用粉末高速工具钢，还包含有如下重量配比的元素原料：C：0.65%、Cu：10.5%、Cr：1.8%、Mo：7.0%、Co：12.0%、W：2.5%、S：0.08%，余量为Fe，金相组织：回火马氏体+硬质相+铜+固体润滑剂，材料硬度：30HRC、材料密度：≥7.8g/cm3、径向压馈强度：≥540Mpa。
元素
C
Cu
Cr
Mo
Co
W
S
余量
含量wt％
0.65
10.5
1.8
7.0
12.0
2.5
0.08
Fe
制备工艺：配粉→混粉→压制成型→烧结→冷处理→回火；
（1）200℃环境下，将C粉烘干四小时，取上述质量百分比的粉料待用；（2）按比例将配好的粉料混合均匀；（3）将混好的成品粉压制成产品毛坯；（4）680-1200摄氏度环境下，将产品毛坯在真空烧结炉中连续烧结5小时至9小时，产品毛坯和铜片叠放2层至10层，当温度大于1083摄氏度时，铜片融化延产品毛坯的孔隙渗入产品内从而将产品压制时不能完全消除的孔隙填充；（5）-200至-120摄氏度环境下，将烧结后的产品置于深冷处理设备中冷处理1-2小时，消除产品内应力；（6）500-750摄氏度环境下，将冷处理后的产品置于高温回火炉中进行回火处理，提高产品韧性。
实施例2
请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种基于增加耐磨粒子的粉末冶金座圈材料，包含有如下重量配比的元素原料：C：0.65%-1.6%、Cu：10.5%-22.5%、Cr：1.8%-5.0%、Mo：7.0%-16.0%、Co：12.0%-25.0%、W：2.5%-6.5%、S：0.08%-1.5%，余量为Fe，金相组织：回火马氏体+硬质相+铜+固体润滑剂，材料硬度：30-55HRC、材料密度：≥7.8g/cm3、径向压馈强度：≥540Mpa。
具体的，本实施例中，基准粉采用粉末高速工具钢，还包含有如下重量配比的元素原料：C：1.125%、Cu：16.5%、Cr：3.4%、Mo：11.5%、Co：18.5%、W：4.5%、S：0.79%，余量为Fe，金相组织：回火马氏体+硬质相+铜+固体润滑剂，材料硬度：42.5HRC、材料密度：≥8.0g/cm3、径向压馈强度：≥560Mpa。
元素
C
Cu
Cr
Mo
Co
W
S
余量
含量wt％
1.125
16.5
3.4
11.5
18.5
4.5
0.79
Fe
制备工艺：配粉→混粉→压制成型→烧结→冷处理→回火；
（1）200℃环境下，将C粉烘干四小时，取上述质量百分比的粉料待用；（2）按比例将配好的粉料混合均匀；（3）将混好的成品粉压制成产品毛坯；（4）680-1200摄氏度环境下，将产品毛坯在真空烧结炉中连续烧结5小时至9小时，产品毛坯和铜片叠放2层至10层，当温度大于1083摄氏度时，铜片融化延产品毛坯的孔隙渗入产品内从而将产品压制时不能完全消除的孔隙填充；（5）-200至-120摄氏度环境下，将烧结后的产品置于深冷处理设备中冷处理1-2小时，消除产品内应力；（6）500-750摄氏度环境下，将冷处理后的产品置于高温回火炉中进行回火处理，提高产品韧性。
实施例3
请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种基于增加耐磨粒子的粉末冶金座圈材料，包含有如下重量配比的元素原料：C：0.65%-1.6%、Cu：10.5%-22.5%、Cr：1.8%-5.0%、Mo：7.0%-16.0%、Co：12.0%-25.0%、W：2.5%-6.5%、S：0.08%-1.5%，余量为Fe，金相组织：回火马氏体+硬质相+铜+固体润滑剂，材料硬度：30-55HRC、材料密度：≥7.8g/cm3、径向压馈强度：≥540Mpa。
具体的，本实施例中，基准粉采用粉末高速工具钢，还包含有如下重量配比的元素原料：C：1.6%、Cu：22.5%、Cr：5.0%、Mo：16.0%、Co：25.0%、W：6.5%、S：1.5%，余量为Fe，金相组织：回火马氏体+硬质相+铜+固体润滑剂，材料硬度：55HRC、材料密度：≥8.2g/cm3、径向压馈强度：≥580Mpa。
元素
C
Cu
Cr
Mo
Co
W
S
余量
含量wt％
1.6
22.5
5.0
16.0
25.0
6.5
1.5
Fe
制备工艺：配粉→混粉→压制成型→烧结→冷处理→回火；
（1）200℃环境下，将C粉烘干四小时，取上述质量百分比的粉料待用；（2）按比例将配好的粉料混合均匀；（3）将混好的成品粉压制成产品毛坯；（4）680-1200摄氏度环境下，将产品毛坯在真空烧结炉中连续烧结5小时至9小时，产品毛坯和铜片叠放2层至10层，当温度大于1083摄氏度时，铜片融化延产品毛坯的孔隙渗入产品内从而将产品压制时不能完全消除的孔隙填充；（5）-200至-120摄氏度环境下，将烧结后的产品置于深冷处理设备中冷处理1-2小时，消除产品内应力；（6）500-750摄氏度环境下，将冷处理后的产品置于高温回火炉中进行回火处理，提高产品韧性。
耐磨性试验（试验条件：温度800℃、转速n=2500r/min、功率210Kw、试验时间10小时，气门座圈磨耗试验机）：
气门座圈材料
气门座圈磨损量mm
气门磨损量mm
总磨损量mm
基准粉
0.110
0.040
0.150
实施例1产品
0.100
0.020
0.120
实施例2产品
0.090
0.020
0.110
实施例3产品
0.100
0.020
0.120
由上述试验数据不难看出，加入了硬质粒子后，对于实施例1-实施例3的气门座圈产品，耐磨性能均具有显著提高，可满足柴油机、天然气发动机等设备复杂的工况需求。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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