一種內燃機渦輪增壓器用的密封環及其製造方法
2023-04-30 00:01:06
專利名稱：一種內燃機渦輪增壓器用的密封環及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種內燃機渦輪增壓器用的密封環，尤其是一種鉻鉬鑄鋼合金密封環，本發明還涉及其鉻鉬鑄鋼合金密封環自由開口定型的製造方法。
背景技術：
汽車工業是國民經濟的支柱產業，內燃機是汽車的心臟，而內燃機增壓是當今世界內燃機技術發展的主流，是強化內燃機性能的最主要途徑，在內燃機上配裝有渦輪增壓器，不僅能提高內燃機的輸出功率30-100％，而且能減少尾氣排放有害氣體10％以上，降低內燃機油耗5-10％。因而可節約能源，改善環境，大大提高了汽車使用的經濟性。密封環是渦輪增壓器中的一個主要關鍵的零件，它的質量好壞直接影響增壓器的工作性能，由於密封環它要承受高溫，衝擊，震動以及高頻次的旋轉磨擦，因此，它不僅需要有很高的尺寸精度，而且需要有很高的工作穩定性，耐磨性和密封性。目前，渦輪增壓器中使用的密封環種類比較多，如德國KKK公司生產的渦輪增壓器用密封環雖然其穩定性、耐磨性、密封性好，但其密封環價格昂貴；而國內渦輪增壓器用合金鑄鐵、高強度球墨鑄鐵、不鏽鋼生產的密封環雖然其價格較低，但密封環容易磨損，熱變形較大，其穩定性、耐磨性、密封性不強，使用壽命短；再是密封環上的自由開口還是採用傳統的機械加工方法加工，密封環在工作一定時間後，自由開口寬度尺寸變大，自由開口容易產生變形，使其密封環密封性降低，縮短使用壽命，增加成本。
技術內容針對上述渦輪增壓器用的國產密封環存在的穩定性、耐磨性、密封性不強和進口密封環價格昂貴的問題，本發明提供了一種其穩定性、耐磨性、密封性好，且其價格又適中的鉻鉬鑄鋼合金密封環，本發明還提供了一種密封環上自由開口不容易產生變形，確保其密封環自由開口處密封性的自由開口定型製造方法。
為了解決上述技術問題，本發明設計了一種鉻鉬鑄鋼合金的密封環，它含有碳、矽、鉻、鉬、鐵，其化學成份組份百分比是碳(C)1-1.4％；矽(Si)0.6-1.3％；鉻(Cr)11-15％；鉬(Mo)1-1.4％；鐵(Fe)79.5-85％。其密封環熔煉鑄造加工製造方法步驟是1、按上述成份要求採購鑄鋼生鐵、矽鐵、鉻鐵、鉬鐵；2、根椐上述各種鐵合金中含碳、矽、鉻、鉬、鐵含量和其元素燒損率進行配料，計算出各種鐵合金的重量配比，稱量各種鐵合金的重量；3、將已稱量好的上述鐵合金加入到已預熱的工頻爐中，升溫到1300℃-1500℃；
4、升溫到1500℃時，加入其合金總量0.2％-0.5％的稀土矽鐵合金進行晶粒細化處理；5、繼續升溫到1600℃，去除浮渣和雜物，加入覆蓋保溫劑，在1500±10℃時，澆鑄到鑄型中；6、鑄型冷卻後，切除坯料澆冒口，將坯料加入熱處理爐中，加熱到960℃保溫7小時後，隨爐冷卻到590℃時再保溫4小時，而後隨爐冷卻到室溫出爐；7、將密封環坯料進行清理後，取樣進行壓硬度和金相組織分析檢測，其維氏硬度為HV360-440；其金相組織為回火馬氏體(回火索氏體)和均勻分布的斷續網狀碳化物；自由開口切向彈力為5-20N；8、對坯料進行粗車、粗磨；9、將已粗加工的密封環進行線切開口，切成各種開口寬度不同的密封環；為了解決上述密封環自由開口在使用中容易變形的技術問題，本發明還提供了一種密封環自由開口定型的製造方法，其步驟是10、將相同自由開口寬度的密封環套入帶有與開口寬度相同的插片的工裝上；11、將上述密封環和工裝一起用鑄鐵屑包紮好，放入熱處理爐中均勻加熱到600±10℃，保溫3-4小時後隨爐冷卻到室溫；
12、繼續加熱到600±10℃，保溫3-4小時後隨爐冷卻到200℃以下出爐；13、繼續加熱到480±10℃，保溫2-4小時後，隨爐冷卻到100±10℃，將密封環撒升在空中冷卻；14、進行精磨加工，按圖紙要求進行100％的尺寸、透光和自由開口彈力檢驗，合格後，包裝入庫。
本發明採用鉻鉬鑄鋼合金生產的內燃機渦輪增壓器用的密封環，其熱處理維氏硬度為HV360-440，在同樣高溫、高速、衝擊和震動以及高頻次旋轉磨擦的條件下磨損量為現有國產密封環的40％以下，再是該密封環自由開口在高溫、高速、衝擊和震動以及高頻次磨擦旋轉條件下不易產生變形，確保了自由開口處的密封性，密封環的性能達到了進口密封環水平，其價格與國產密封環相近，因此該鉻鉬合金密封環不僅具有很好的穩定性、耐磨性和密封性，提高了渦輪增壓器的工作性能和使用壽命，而且其價格適中合理。
具體實施例方式
實施例1本發明鉻鉬鑄鋼合金密封環，它含有碳、矽、鉻、鉬、鐵，其化學成份組份百分比是碳(C)1％；矽(Si)0.6％；鉻(Cr)11％；鉬(Mo)1％；鐵(Fe)85％；按上述其密封環熔煉鑄造加工製造方法步驟加工而成。經檢測，其維氏硬度為HV380，自由開口切向彈力為11N，單個質量磨損為0.0005g。
實施例2本發明鉻鉬鑄鋼合金密封環，它含有碳、矽、鉻、鉬、鐵，其化學成份組份百分比是碳(C)1.2％；矽(Si)1％；鉻(Cr)13％；鉬(Mo)1.25％；鐵(Fe)82.3％；按上述其密封環熔煉鑄造加工製造方法步驟加工而成。經檢測，其維氏硬度為HV410，自由開口切向彈力為16N，單個質量磨損為0.0004g。
實施例3本發明鉻鉬鑄鋼合金密封環，它含有碳、矽、鉻、鉬、鐵，其化學成份組份百分比是碳(C)1.4％；矽(Si)1.3％；鉻(Cr)15％；鉬(Mo)1.4％；鐵(Fe)79.5％；按上述其密封環熔煉鑄造加工製造方法步驟加工而成。經檢測，其維氏硬度為HV420，自由開口切向彈力為17N，單個質量磨損為0.0003g。
權利要求
1.一種內燃機渦輪增壓器用的密封環，其特徵是它含有碳、矽、鉻、鉬、鐵，其化學成份組份百分比為碳(C)1-1.4％；矽(Si)0.6-1.3％；鉻(Cr)11-15％；鉬(Mo)1-1.4％；鐵(Fe)79.5-85％。
2.根椐權利要求1所述的一種內燃機渦輪增壓器用的密封環，其特徵是所述碳、矽、鉻、鉬、鐵其化學成份組份百分比為碳(C)1％；矽(Si)0.6％；鉻(Cr)11％；鉬(Mo)1％；鐵(Fe)85％。
3.根椐權利要求1所述的一種內燃機渦輪增壓器用的密封環，其特徵是所述碳、矽、鉻、鉬、鐵其化學成份組份百分比為碳(C)1.2％；矽(Si)1％；鉻(Cr)13％；鉬(Mo)1.25％；鐵(Fe)82.3％。
4.根椐權利要求1所述的一種內燃機渦輪增壓器用的密封環，其特徵是所述碳、矽、鉻、鉬、鐵其化學成份組份百分比為碳(C)1.4％；矽(Si)1.3％；鉻(Cr)15％；鉬(Mo)1.4％；鐵(Fe)79.5％。
5.一種製造權利要求1所述的內燃機渦輪增壓器用的密封環的製造方法，它包括(1)、按上述成份要求採購鑄鋼生鐵、矽鐵、鉻鐵、鉬鐵；(2)、根椐上述各種鐵合金中含碳、矽、鉻、鉬、鐵含量和其元素燒損率進行配料，計算出各種鐵合金的重量配比，稱量各種鐵合金的重量；(3)、將已稱量好的上述鐵合金加入到已預熱的工頻爐中，繼續升溫到1300℃-1500℃；(4)、升溫到1500℃時，加入其合金總量0.2％-0.5％的稀土矽鐵合金進行晶粒細化處理；(5)、繼續升溫到1600℃，去除浮渣和雜物，加入覆蓋保溫劑，在1500±10℃時，澆鑄到鑄型中；(6)、鑄型冷卻後，去除坯料澆冒口，將坯料加入熱處理爐中加熱到960℃保溫7小後，隨爐冷卻到590℃時再保溫4小時，隨爐冷卻到室溫出爐；(7)、將密封環坯料進行清理，取樣進行壓硬度和金相組織分析檢測，其維氏硬度為HV360-440；其金相組織為回火馬氏體(回火索氏體)和均勻分布的斷續網狀碳化物，自由開口切向彈力為5-20N；(8)、對坯料進行粗車、粗磨；(9)、將已粗加工的密封環進行線切開口，切成各種開口寬度不同的密封環；其特徵是(10)、將相同自由開口寬度的密封環套入帶有與開口寬度相同的插片的工裝上；(11)、將上述密封環和工裝一起用鑄鐵屑包紮好，放入熱處理爐中均勻加熱到600±10℃，保溫3-4小時後隨爐冷卻到室溫；(12)、繼續加熱到600±10℃，保溫3-4小時後隨爐冷卻到200℃以下出爐；(13)、繼續加熱到480±10℃，保溫2-4小時後，隨爐冷卻到100±10℃，將密封環撒升在空中冷卻。
全文摘要
本發明公開了一種內燃機增壓器用的密封環及其製造方法，它含有碳、矽、鉻、鉬、鐵，其化學成分組份百分比是碳(C)1－1.4％；矽(Si)0.6－1.3％；鉻(Cr)11－15％；鉬(Mo)1－1.4％；鐵(Fe)79.5－85％，密封環線切口後，將其套入用帶有插片的工裝上一起用鑄鐵屑包好，經多次不同的熱處理方法進行處理，這種密封環不僅在高溫、高速、衝擊和震動以及高頻次旋轉磨擦的條件下磨損量小，而且該密封環自由開口不易產生變形，因此該鉻鉬合金密封環不僅具有很好的穩定性、耐磨性和密封性，而且其密封環價格適中合理。
文檔編號F02B37/00GK1670406SQ20051006010
公開日2005年9月21日 申請日期2005年3月23日 優先權日2005年3月23日
發明者黃若, 李珍計, 莫彪, 李文鋒 申請人:江西省萍鄉市三善機電有限公司