发明公布-202111123018.7-一种金属注射成型钢活塞的制造方法
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 113996789 A
(43)申请公布日 2022.02.01
(21)申请号 202111123018 .7
(22)申请日 2021 .09 .24
(71)申请人 河南中原吉凯恩气缸套有限公司
地址 454750 河南省焦作市孟州市西虢工
业规划区
(72)发明人 王中营
C22C 38/58 (2006 .01)
C22C 38/56 (2006 .01)
C22C 33/04 (2006 .01)
B22F 9/04 (2006 .01)
王海军
(74)专利代理机构 郑州知一智业专利代理事务
所(普通合伙) 41172
代理人 郜廷伟
(51)Int .Cl .
B22F 3/22 (2006 .01)
B22F 1/103 (2022 .01)
B22F 5/02 (2006 .01)
C22C 38/34 (2006 .01)
C22C 38/44 (2006 .01)
CN 113996789 A
权利要求书2页
(54)发明名称
一种金属注射成型钢活塞的制造方法
(57)摘要
本发明公开了一种金属注射成型钢活塞的
制造方法，
包括以下步骤：
S1、制备粘接剂；
S2、
比例称取金属原料粉末并将其熔化制成合金块；
S3、将合金块粉碎后进行研磨操作，
得到合金粉
末；S4、将粘接剂、合金粉末按比 例加入到容器
得到注射料；
S5、
将注射料置于注射机进行注
射成型操作，
得到活塞坯件；
S6、
将活塞坯件置于
压力容器中进行加热操作；
S7、压力容器进行增
压操作，
得到活塞萃取件；
S8、
将活塞萃取件放入
加热容器中，
接着以每小时升温100～150℃的升
温速率进行升温操作，
直至加热容器达到1200～
1300℃后恒温保持3～5小时；
将活塞萃取件从加
热容器中取出后迅速冷却至常温，
即得到所制备
钢活塞。
说明书6页
CN 113996789 A
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1 .一种金属注射成型钢活塞的制造方法，
其特征在于：
包括以下步骤：
S1、制备粘接剂；
S2、
按比例称取金属原料粉末并将其熔化制成合金块；
S3、
将合金块粉碎后进行研磨操作，
得到合金粉末；
S4、将粘接剂、合金粉末按比例加入到容器中，
将容器加热到50～80℃后保持恒温，
后以300～500r/min的转速搅拌30～60分钟，
得到注射料；
S5、将注射料置于注射机的料筒内，
通过注射机的出料口向预先设置的模具进行注射
成型操作，
注射完成后，
静置10～24小时，
得到活塞坯件；
S6、将活塞坯件置于压力容器中，
以每分钟升高5℃的加热速率对压力容器进行加热操
直至加热温度至200～300℃后进行恒温保持；
S7、
压力容器以每分钟增加0 .1MPa的加压速率进行增压操作，
直至增压至500MPa，
保持2～3小时，
得到活塞萃取件；
S8、将加热容器加热至500～800℃，
然后将活塞萃取件放入加热容器中，
接着以每小时
升温100～150℃的升温速率进行升温操作，
直至加热容器达到1200～1300℃后恒温保持3
～5小时；
将活塞萃取件从加热容器中取出后迅速冷却至常温，
即得到所制备钢活塞。
2 .如权利要求1所述的金属注射成型钢活塞的制造方法，
其特征在于：
所述步骤S1中，
粘接剂由正丁醇、
聚乙烯醇磷酸酯化树脂、丙烯酸丁酯、
聚对苯二甲酸丁二醇酯、
聚烯烃酸
酐、脂肪酰胺、蒸馏水混合制成；
所述正丁醇、
聚乙烯醇磷酸酯化树脂、丙烯酸丁酯、
聚对苯
二甲酸丁二醇酯、
聚烯烃酸酐、
脂肪酰胺、
蒸馏水的体积比为：
2～3:5～8:2～3:1～2:3～4:
1:18～22。
3 .如权利要求2所述的金属注射成型钢活塞的制造方法，
其特征在于：
所述步骤S1中，
粘接剂的制备包括以下步骤：
S11、
按比例称取正丁醇、
聚乙烯醇磷酸酯化树脂、
丙烯酸丁酯、
聚对苯二甲酸丁二醇酯
并将其置于加热容器中加热至50～60℃后恒温搅拌15～30分钟，
冷却后得到初步混合物；
S12、按比 例称取聚烯烃酸酐、脂肪酰胺并将其置于加热容器中加热至35～45℃后以
200～300r/min的转速搅拌5～10分钟；
冷却后得到初步乳化物；
S13、将初步混合物、初步乳化物混合并按比例加入蒸馏水，
以500～600r/min的转速搅
拌10～20分钟，
得到中间产物；
S14、
将中间产物在室温下静置3～4小时即得到粘接剂。
4 .如权利要求3所述的金属注射成型钢活塞的制造方法，
其特征在于：
所述步骤S2中，
金属原料粉末包括碳粉末、锌粉末、硅粉末、钼粉末、镁粉末、铁粉末、铬粉末、
锰粉末、镍粉
所述碳粉末、
锌粉末、
硅粉末、钼粉末、
镁粉末、
铁粉末、
铬粉末、
锰粉末、
镍粉末的体积比
1～2:2～3:1～2:1:1～2:28～30:2～3:1～2:1。
5 .如权利要求4所述的金属注射成型钢活塞的制造方法，
其特征在于：
所述步骤S2中，
将金属原料粉末熔化制成合金块包括以下步骤：
S21、将各种金属原料粉末按比例置于熔炉中，
对熔炉进行加热至800～1000℃，
恒温保
持1～2小时；
S22、
继续对熔炉进行加热至1600～1800℃，
恒温保持3～5小时，
冷却后即得到合金块。
6 .如权利要求5所述的金属注射成型钢活塞的制造方法，
其特征在于：
所述步骤S3中，
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合金粉末的粒径为0 .5～25μm。
7 .如权利要求6所述的金属注射成型钢活塞的制造方法，
其特征在于：
所述步骤S4中，
粘接剂与合金粉末的体积比为：
2～3:1。
8 .如权利要求7所述的金属注射成型钢活塞的制造方法，
其特征在于：
所述步骤S5中，
注射机的加热温度为500～600℃，
注射机的注射压力为14～16MPa。
9 .如权利要求8所述的金属注射成型钢活塞的制造方法，
其特征在于：
所述步骤S8中，
将活塞萃取件从加热容器中取出后将其浸泡在25～35℃的常温水中进行冷却。
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一种金属注射成型钢活塞的制造方法
技术领域
[0001] 本发明涉及活塞生产领域，
尤其涉及一种金属注射成型钢活塞的制造方法。
背景技术
[0002] 当前欧美绝大部分重型柴油机都已经使用钢活塞。
2016年欧盟开始实施苛刻低碳
排放标准，
发动机行业汽油机活塞小型化趋势明显，
柴油机活塞则向钢质化发展。在我国，
钢质活塞用于内燃机行业才刚开始。根据发动机发展趋势，
在国Ⅴ、
国Ⅵ排放标准实施时，
钢质活塞将会得到极大的应用。
[0003] 为加强活塞头部的冷却效果，
钢质活塞一般都设计有复杂的内冷油道，
为保证钢
质活塞的高可靠性，
钢质活塞主流制造工艺采用活塞头部与裙部分别锻造加工，
然后再将
两者焊接形成内冷油道；
该生产方式在焊接时容易存在痕接缺陷或焊接颗粒，
降低了钢活
塞的生产质量；
同时整个工艺操作工序较多、生产耗时较久，
严重影响了钢活塞的生产效
从而制约了钢质活塞的高速发展。
发明内容
[0004] 本发明目的是针对上述问题，
提供一种操作简单、提高生产效率的金属注射成型
钢活塞的制造方法。
[0005] 为了实现上述目的，
本发明的技术方案是：
一种金属注射成型钢活塞的制造方法，
包括以下步骤：
S1、制备粘接剂；
S2、
按比例称取金属原料粉末并将其熔化制成合金块；
S3、
将合金块粉碎后进行研磨操作，
得到合金粉末；
S4、将粘接剂、合金粉末按比例加入到容器中，
将容器加热到50～80℃后保持恒
然后以300～500r/min的转速搅拌30～60分钟，
得到注射料；
S5、将注射料置于注射机的料筒内，
通过注射机的出料口向预先设置的模具进行
注射成型操作，
注射完成后，
静置10～24小时，
得到活塞坯件；
S6、
将活塞坯件置于压力容器中，
以每分钟升高5℃的加热速率对压力容器进行加
热操作，
直至加热温度至200～300℃后进行恒温保持；
S7、
压力容器以每分钟增加0 .1MPa的加压速率进行增压操作，
直至增压至500MPa，
恒压保持2～3小时，
得到活塞萃取件；
S8、
将加热容器加热至500～800℃，
然后将活塞萃取
还有什么补充参数吗？一起完善。