鐵基表面復合材料挺桿制造技術

本實用新型專利技術提供的具有鐵基表面復合材料層的挺桿，其桿身為高強度灰鑄鐵或球墨鑄鐵，底部工作表面的鐵基復合材料層為由在鐵的基體上均勻分布的碳化物或氧化物陶瓷增強相組合構成，在二者之間還有在鑄造燒結過程中形成的擴散過渡層。該挺桿既具有陶瓷材料的高耐磨性，耐熱性，又保持了鋼鐵材料的高強度和高韌性，可做到外硬內韌，綜合性能好，可承受更高的載荷和更嚴酷的工作環境，特別適用現代高速發動機。（*該技術在2010年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于金屬基復合材料產品
，是一種具有以陶瓷顆粒增強的鐵基表面復合材料為工作面的挺桿。挺桿是發動機進排氣機構的關鍵零件，隨著高速發動機轉速和壓力的提高，要求其應具有能在高壓、高速和劇烈磨損工況下正常工作的特性，但現有的可淬硬型挺桿和激冷鑄鐵挺桿都不能滿足要求。它們或缺少硬質增強相，或具有的硬質增強相硬度不高(僅為HV800)，而且形態差，容易產生剝落和點蝕，故這兩種挺桿都易過度磨損，使發動機燃燒不完全從而出現功率下降，油耗增加以及環境污染加劇。本技術的目的就是克服現有挺桿存在的缺陷，提供一種工作面具有鐵基表面復合材料燒結層結構的挺桿。本技術的目的是由這樣一種技術解決方案達到的該技術解決方案所展示的挺桿底部的工作表面為鐵基表面復合材料層，以提供挺桿底部工作表面應具有高耐磨性和較好的耐熱、耐蝕性；挺桿桿身為球墨鑄鐵或灰鑄鐵，以提供桿身應具有的強度、塑性和韌性；由于鐵基表面復合材料層是通過鑄造燒結而成的，故在桿身和鐵基表面復合材料層之間還有擴散過渡層，以提供牢固的冶金結合。其中，鐵基表面復合材料層為由在鐵的馬氏體或馬氏體+奧氏體或珠光體基體上均勻分布WC、VC、TiC、(Cr,Fe)7C3、(Cr,Fe)23C6等碳化物陶瓷或Al2O3、ZrO2等氧化物陶瓷中的一種或兩種或兩種以上的陶瓷增強相組合而成，厚度控制為1～4mm。該材料層是在制造過程中利用鐵水的熱量使位于挺桿鑄型表面上的涂覆層或壓坯發生燒結致密化，最終在挺桿底部的端面生成的。擴散過渡層為由在鐵的馬氏體或馬氏體+奧氏體或珠光體基體上均勻分布網狀鉻的碳化物組合構成，厚度為0.5～1.5mm。本技術與已有技術相比，由于挺桿底部的工作表面含有大量高硬度的陶瓷增強相(硬度HV1800～3000)，并且其形態也很好，因此該挺桿既具有陶瓷材料的高耐磨性、耐熱性，又保持了鋼鐵材料的高強度和高韌性，可做到外硬內韌，有十分優良的綜合性能，可承受更高的載荷和更嚴酷的工作環境，特別適用現代高速發動機。 附圖說明圖1為筒形鐵基表面復合材料挺桿的主視結構示意圖； 圖2為T形鐵基表面復合材料挺桿的主視結構示意圖。以下結合附圖給出本技術挺桿的實施例，并對其進行詳述。實施例1如圖1所示，本實施例的挺桿是由桿身1和底部工作表面2構成，挺桿桿身1為一端封閉的圓筒形，底部的工作表面位于桿身1封閉端的外端面，為鐵基表面復合材料層2，是由在鐵的馬氏體或馬氏體+奧氏體或珠光體基體上均勻分布WC、VC、TiC、(Cr,Fe)7C3、(Cr,Fe)23C6等碳化物陶瓷或Al2O3、ZrO2等氧化物陶瓷中的一種或兩種或兩種以上的陶瓷增強相組合構成，厚度為1～4mm。挺桿桿身1為球墨鑄鐵或灰鑄鐵制成。由于鐵基表面復合材料層2是經鑄造燒結而成的，故在挺桿桿身1與鐵基表面復合材料2之間還形成有擴散過渡層3。該擴散過渡層3為由在鐵的馬氏體或馬氏體+奧氏體或珠光體基體上均勻分布網狀鉻的碳化物組合構成。厚度為0.5～1.5mm。實施例2如圖2所示，本實施例的挺桿也是由桿身1和底部工作表面2構成。挺桿桿身1呈T形，底部工作表面2位于桿身1的T形端的外端面。該工作表面2、挺桿桿身1以及二者之間的擴散過渡層3的材料、厚度與實施例1相同，略。權利要求1．一種鐵基表面復合材料挺桿，其特征在于挺桿桿身(1)為球墨鑄鐵或灰鑄鐵，挺桿(1)底部的工作表面為鐵基表面復合材料層(2)，且在挺桿桿身(1)和鐵基表面復合材料層(2)之間還有擴散過渡層(3)。2．根據權利要求1所述的鐵基表面復合材料挺桿，其特征在于挺桿鐵基表面復合材料層(2)的厚度為1～4mm，擴散過渡層(3)的厚度為0.5～1.5mm。3．根據權利要求1或2所述的鐵基表面復合材料挺桿，其特征在于挺桿(1)鐵基表面復合材料層(2)為由在鐵的馬氏體或馬氏體+奧氏體或珠光體基體上均勻分布WC、VC、TiC、(Cr,Fe)7C3、(Cr,Fe)23C6等碳化物陶瓷或Al2O3、ZrO2等氧化物陶瓷中的一種或兩種或兩種以上的陶瓷增強相組合構成。4．根據權利要求1或2所述的鐵基表面復合材料挺桿，其特征在于挺桿(1)中的擴散過渡層(3)為由在鐵的馬氏體或馬氏體+奧氏體或珠光體基體上均勻分布網狀鉻的碳化物組合構成。專利摘要本技術提供的具有鐵基表面復合材料層的挺桿,其桿身為高強度灰鑄鐵或球墨鑄鐵,底部工作表面的鐵基復合材料層為由在鐵的基體上均勻分布的碳化物或氧化物陶瓷增強相組合構成,在二者之間還有在鑄造燒結過程中形成的擴散過渡層。該挺桿既具有陶瓷材料的高耐磨性,耐熱性,又保持了鋼鐵材料的高強度和高韌性,可做到外硬內韌,綜合性能好,可承受更高的載荷和更嚴酷的工作環境,特別適用現代高速發動機。文檔編號B22D19/02GK2439919SQ0024444公開日2001年7月25日 申請日期2000年9月14日 優先權日2000年9月14日專利技術者王一三, 楊屹, 倪翔華, 戴紅星, 馮可芹, 蔣玉明, 鐵守榮, 高忠琴 申請人:四川大學, 儀征市金長江新材料技術有限公司本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鐵基表面復合材料挺桿，其特征在于挺桿桿身（１）為球墨鑄鐵或灰鑄鐵，挺桿（１）底部的工作表面為鐵基表面復合材料層（２），且在挺桿桿身（１）和鐵基表面復合材料層（２）之間還有擴散過渡層（３）。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王一三，楊屹，倪翔華，戴紅星，馮可芹，蔣玉明，鐵守榮，高忠琴，
申請(專利權)人：四川大學，儀征市金長江新材料技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：90[中國|成都]