30CrMnSi活塞堆焊铜作导向环的工艺探索

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1、设计．工艺航天制造技术30crMnSi活塞堆焊铜作导向环的工艺探索武丽明1薛永锋2武向宇3贺胜通1程良1王胜1李健1甄延波1李玲(1．长治清华机械厂，长治046012；2．上海沿锋汽车科技股份有限公司，上海201204；3．山西汾西工程建设有限责任公司建安公司，介休032000)摘要：采用MIG堆焊方法在30crlⅥnsi活塞上堆焊铜合金来代替导向环，通过理论分析、接头宏观检验及油缸试验等方法，得到了合理的工艺参数及工艺流程。采用该工艺参数及工艺流程，成功解决了堆焊铜导向环划伤缸筒的问题，得到一种在特殊结构活塞上功能相当于标准导向环的焊层。关键词：30cr

2、MnSi；油缸；导向环；堆焊；工艺参数PreliminaryDiscussionofSurfacingCopperA1loyonto3OCrMnSiPistonWuLimin91XueYongfen92WuXiang”3HeShengton91ChenLian91WangShen91LiJiaJllZhenYanb01LiLin91(1．ChangzhiQinghuaMachineryFactoⅨChangzhi046012；2．ShanghaiYanfengAutoCo．，Ltd，Shanghai201204；3．ShanxiFenxiEngineeri

3、ngConstructionJiananCompany，Jiexiu032000)Abstract：TheguideringisreplacedwiththecopperalloyweldedonthepistonbytheMIGsurfacingmethod．ThereasonabletecllIlologicalparameterandtechnologicalprocessareobtainedthroughthetheoreticalanalysis，themacroscopicexaminationofjointandthetestofoilcy

4、linder．Usingthemethod，theproblemthatcylinderban-elisscratchedbymeguideringofweldingcopperisresolVed．AweldinglayerisacquiredwhichamountstothenomalringonthefunctionofthespecialstrIlcturejoint．Keywords：30CrMnSi；oilcylinder；guidering；build—upwelding；technologicalpar锄eter1引言导向环安装在活塞上，高

5、于活塞基体，具有精确导向的作用，同时可吸收活塞运动时产生的侧向力，改善活塞与缸简的同轴度，使间隙均匀，保护密封圈，增加密封圈寿命，减小泄漏。同时导向环有良好的支承力、耐磨性与减磨性，既减小活塞磨损，又避免缸筒划伤，是活塞与活塞动密封装置中不可缺少的零件。某油缸由于功能与结构需要，活塞宽度受限，无法满足活塞上安装标准件所需宽度尺寸，需要用活塞表面堆焊耐磨减磨材料替代标准导向环。铜及铜合金有较高的强度、弹性、耐磨性，低硬度，在摩擦时会产生金属流动，使摩擦面更平整，压强变小。铜及铜合金有自润滑特性，有异物侵入会镶入其中。具有良好的减摩属性，适合作为堆焊材料⋯。铜

6、与钢的原子半径、晶格类型、晶格常数及原子外层电子数目等都比较接近，且铜与铁在液态时无限互溶，在固态下，虽为有限互溶，但是并不形成脆性金属化合物。因此理论上，可以形成正常的焊接接头【2J。但是，由于铜与铁的熔点、导热系数、线膨胀系数和力学性能等物理特性都有很大的不同，铜一钢焊接时容易在接头处产生应力集中，导致焊接裂纹产生。铜表面的裂纹与气孔中会聚集铁屑等异物，容易划伤缸筒表面。结合面间有裂纹，会引起渗漏。因此作者简介：武丽明(1967一)，高级工程师，工程机械专业；研究方向：特种油缸技术。收稿日期：2叭7一0302296五设计‘工艺2017年4月第2期选择适

7、合的焊接和热处理工艺来探索铜在钢上堆焊的可行性很有必要。2实验内容及方法2．1材料选择油缸活塞材料为30CrMnSi，主要化学成分见表1。表130crlⅥnsi钢的化学成分％!：!!二!：!!!：!!二!：翌!：塑二!：!!30CrMnSi是一种高强度调质钢，淬透性高，热处理后有较高的强度与足够的韧性，用来制造轴、齿轮等重要用途的零件，同时具有较好焊接性能。常用的具有耐磨减摩铜材料有锡青铜、铝青铜和硅青铜三种。锡青铜液一固温度范围宽，偏析较严重，易生成粗大而脆弱的枝晶组织，使焊缝疏松，甚至构成气孔。此外，锡青铜高温强度和塑性低，具有较大热脆性，故焊接时易产

8、生热裂纹。铝青铜的主要困难是铝的氧化，生成致密而难熔的A1203【