[0001]

[0002] 本发明属于粉末冶金领域，涉及一种镁铝基粉末冶金活塞的制备方法。

[0003]技术背景

[0004] 活塞是发动机中最重要的构件之一，因其在高温、高压、腐蚀、磨擦、高速运动的条件下工作，对材料的性能要求很高。随着全球石油资源的短缺，各国出台了日益严格的汽车尾气排放标准，生产出重量轻、油耗少、环保型的新型汽车是汽车工业中日益严峻的话题。镁合金作为最轻的金属结构材料，在汽车工业中的应用越来越广泛。众所周知，发动机是汽车的心脏，而活塞则是发动机中最关键的部件。通常活塞在往复运动过程中会引起震动，并对曲轴施加较大的侧向力。在大功率发动机中，这些力通常要靠昂贵的平衡系统来平衡。因此，选用更轻的活塞除了可以减轻重量，降低油耗之外，还可以大幅减轻活塞运动过程中的震动，提高曲轴的寿命，降低噪声，增加乘坐的舒适性。与传统的铝合金活塞相比，镁合金活塞有望减轻30％的重量。传统铸造方法和机械加工方法工艺复杂，质量稳定性较差，费料，且无法制备复杂零件。而粉末冶金不受熔炼限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它结构组分，并且在相当大的范围内根据要求进行调整，进而在力学性能上能达到与构件匹配的效果。粉末冶金机械化程度高，既能减少人员，又能提高效率，进而节约成本。粉末冶金技术能取代传统的制造工艺，为广大传统企业节约成本。所以研究各种机械零部件的粉末冶金的配方，适应不同的需要，具有重要的意义。而纳米材料可以满足传统材料所达不到的要求，同时应用纳米材料可以满足金属加工领域中对材料性能的特殊要求，但是现有技术中纳米材料应用于粉末冶金技术中的披露还很少，并且技术不成熟。目前纳米材料使用技术存在的主要问题为纳米粉体颗粒材料的团聚问题，导致粉体颗粒材料在使用中由于颗粒表面张力所致而形成的颗粒团聚，从而导致在使用中添加化学分解剂进行团聚颗粒的分解才能正常使用，但是这样就会带来使用难度的增加和化学污染，同时降低了使用效率，这就限制这纳米材料在粉末冶金技术中的应用。

[0005]

[0006] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种镁铝基粉末冶金活塞的制备方法。

[0007] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种镁铝基粉末冶金活塞的制备方法，包括以下步骤：先按重量份称取铝粉60-70份、镁粉45-55份、聚酰亚胺14-20份、辰砂粉2-9份、碘化亚铜10-20份、三氧化二钇6-14份、磁黄铁矿粉3-11份、助剂3-8份、三氧化钨2-6份、镍粉10-15份、纳米碳化钛12-16份，其中助剂由丙烯酸-丙烯酸酯季铵盐共聚物、氟化钠、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按照重量比1：2-4：2组成的；将称取的原料使用混料机混合，混料时间30-60分钟，得到混合粉末；在安装有所需模具的压机上成形：向模具中装入混合粉末，压制为压坯，压制压力为700-850MPa；将所得压坯在保护气氛中烧结得烧结材料，烧结温度600-750℃，烧结时间为40-50分钟；最后将烧结的压坯送入蒸汽处理炉中，在炉中温度240-300℃的条件下通入蒸汽30-60分钟，取出空冷即可。

[0008] 按重量份称取铝粉65份、镁粉49份、聚酰亚胺17份、辰砂粉6份、碘化亚铜15份、三氧化二钇10份、磁黄铁矿粉7份、助剂6份、三氧化钨4份、镍粉13份、纳米碳化钛14份。

[0009] 所述助剂由丙烯酸-丙烯酸酯季铵盐共聚物、氟化钠、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按照重量比1：3：2组成的。

[0010] 所述压制压力为770MPa。

[0011] 所述烧结温度680℃，烧结时间为45分钟。

[0012] 本发明具有以下有益效果：本发明方法制备得到的镁铝基粉末冶金活塞具有比市面同类产品更高的强度、硬度、耐磨性以及耐腐蚀性，延长合金件的使用寿命；且原料易得、加工成本低，制备工艺简单、参数易控，生产过程安全环保，适合大规模的工业化生产。

[0013]

[0014] 实施例1一种镁铝基粉末冶金活塞的制备方法，包括以下步骤：先按重量份称取铝粉60份、镁粉
45份、聚酰亚胺14份、辰砂粉2份、碘化亚铜10份、三氧化二钇6份、磁黄铁矿粉3份、助剂3份、三氧化钨2份、镍粉10份、纳米碳化钛12份，其中助剂由丙烯酸-丙烯酸酯季铵盐共聚物、氟化钠、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按照重量比1：2：2组成的；将称取的原料使用混料机混合，混料时间30-60分钟，得到混合粉末；在安装有所需模具的压机上成形：向模具中装入混合粉末，压制为压坯，压制压力为700MPa；将所得压坯在保护气氛中烧结得烧结材料，烧结温度600℃，烧结时间为40分钟；最后将烧结的压坯送入蒸汽处理炉中，在炉中温度240℃的条件下通入蒸汽30分钟，取出空冷即可。

[0015]实施例2
一种镁铝基粉末冶金活塞的制备方法，包括以下步骤：先按重量份称取铝粉70份、镁粉
55份、聚酰亚胺20份、辰砂粉9份、碘化亚铜20份、三氧化二钇14份、磁黄铁矿粉11份、助剂8份、三氧化钨6份、镍粉15份、纳米碳化钛16份，其中助剂由丙烯酸-丙烯酸酯季铵盐共聚物、氟化钠、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按照重量比1：4：2组成的；将称取的原料使用混料机混合，混料时间30-60分钟，得到混合粉末；在安装有所需模具的压机上成形：向模具中装入混合粉末，压制为压坯，压制压力为850MPa；将所得压坯在保护气氛中烧结得烧结材料，烧结温度750℃，烧结时间为50分钟；最后将烧结的压坯送入蒸汽处理炉中，在炉中温度300℃的条件下通入蒸汽60分钟，取出空冷即可。

[0016]实施例3
一种镁铝基粉末冶金活塞的制备方法，包括以下步骤：先按重量份称取铝粉65份、镁粉
49份、聚酰亚胺17份、辰砂粉6份、碘化亚铜15份、三氧化二钇10份、磁黄铁矿粉7份、助剂6份、三氧化钨4份、镍粉13份、纳米碳化钛14份，其中助剂由丙烯酸-丙烯酸酯季铵盐共聚物、氟化钠、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯按照重量比1：3：2组成的；将称取的原料使用混料机混合，混料时间30-60分钟，得到混合粉末；在安装有所需模具的压机上成形：向模具中装入混合粉末，压制为压坯，压制压力为770MPa；将所得压坯在保护气氛中烧结得烧结材料，烧结温度680℃，烧结时间为45分钟；最后将烧结的压坯送入蒸汽处理炉中，在炉中温度270℃的条件下通入蒸汽50分钟，取出空冷即可。