[發明專利]生產鋼模制件的方法

無效

• 申請號: 201010113651.3
• 申請日: 2010-02-05
• 公開（公告）號: CN101829783A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: G·卡爾斯;G·斯特逖納
• 申請（專利權）人: 米巴燒結奧地利有限公司
• 主分類號: B22F3/16
• 分類號: B22F3/16;B22C9/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李帆

技術領域

本發明涉及使用基于鐵的燒結粉末生產鋼模制件(moulding)的方法，該燒結粉末含有選自包含下列元素的組中的至少一種非鐵金屬：錳、鉻、硅、鉬、鈷、釩、硼、鈹、鎳和鋁，其余為鐵以及由制造過程導致的不可避免的雜質，該方法包含如下步驟：制備燒結粉末，壓實該燒結粉末以在模具中形成生坯，在還原性氣氛下燒結該生坯，和然后將其冷卻和硬化；以及涉及一種具有模制本體的燒結模制件，它的至少一部分是由基于鐵的燒結粉末制成的，該燒結粉末含有選自包含下列元素的組中的至少一種非鐵金屬：錳、鉻、硅、鉬、鈷、釩、硼、鈹、鎳和鋁，其余為鐵以及由制造過程導致的不可避免的雜質。

背景技術

為了防止當用水和油淬冷金屬部件時的畸變和變形，專利說明書DE?112004001875T5提出了一種生產薄的單體部件的方法，該方法包括步驟：加熱該薄的單體部件，隨后使用壓制模具作為冷卻該薄的單體部件的工具使該薄的單體部件經受淬冷和恒溫處理。這優選用于生產含有至少0.4重量％碳的鋼部件。恒溫條件引起將晶體組織(pattern?structure)轉變為貝氏體組織的反應。所用的鋼是含鎳的S53C鋼以及基于具有改良淬冷性能的組成并且能夠通過緩慢冷卻獲得足夠硬度的鋼，并且這種鋼含有0.7重量％碳、1重量％硅、0.6重量％錳、1.5重量％鉻和0.3重量％鉬。該DE-T5還描述了一種基于連續淬冷產生馬氏體的工藝，但其隨后的步驟是在150℃下加熱120分鐘。根據DE-T5所給出的說明，優選貝氏體組織的原因是需要較短的淬冷，這在無需進行加熱步驟的情況下導致所需的韌性并且防止任何長期的尺寸改變。DE-T5中所描述的方法的缺點在于：要么一旦部件硬化則必須對壓制模具進行空氣冷卻持續較長的時段，要么必須加熱實際的模制件，從而帶來生產和加工模制件的額外費用。

發明內容

本發明的目的是提出一種生產硬化、燒結的精密部件的方法，以及通過該方法生產的燒結部件。

本發明使用上述的方法實現了這個目的，其中燒結粉末中的非鐵金屬的比例選自具有1重量％的下限和60重量％的上限的范圍，并且燒結粉末被幾乎完全燒結成奧氏體組織，并且通過使鋼模制件經受機械壓力發生硬化從而使其從奧氏體組織至少部分地轉變為馬氏體組織，此外本發明在于一種燒結模制件，其中燒結粉末中的所述至少一種非鐵金屬的總比例選自具有1重量％的下限和60重量％的上限的范圍，并且模制件本體至少在表面或者在接近表面的區域或者在表面區域中具有由高壓力引起的反應所得的馬氏體組織。

生產高精度燒結部件的方法通常包括并不涉及材料去除的修整步驟，例如定型(calibration)。為此，將這些燒結部件放入定型模中并且在壓力下加工以獲得最終形狀。本發明的方法在這方面提供的優點在于，在這個定型處理期間表面硬化與這種機械轉變同時發生，從而在該處理工序中不需要另外的硬化步驟。如果使部件在硬化步驟期間另外經受溫度也是有利的，從而防止發生不期望的再結晶。一方面由于較短的周期時間以及另一方面由于降低的處理溫度，還可以獲得另外的成本優勢。此外，當壓模或模具經受機械載荷(特別是壓力)時不必對其中發生這種到馬氏體組織的轉變的壓模或模具進行回火或冷卻，因為在由于部件表面抵靠模具表面的任何情形中部件不能變形。這意味著本發明的方法還可用于生產具有復雜幾何形狀的燒結部件而不發生部件畸變的任何風險。

具體實施方式

鐵基燒結粉末中的所述至少一種非鐵金屬的總比例還可以選自具有5重量％的下限和55重量％的上限的范圍，或者可選自具有18重量％的下限和27重量％的上限的范圍。

為了加速馬氏體反應，可通過以如下條件操作來施加機械載荷：對應于各材料的壓力閾值的-10％和最大耐壓性的范圍的壓力(依照DIN?50106測量)，和/或如果燒結模制件在冷態下經受壓力則溫度選自下限為20℃(室溫)且上限為180℃的范圍，或者如果燒結模制件經受壓力并伴隨加熱則溫度選自下限為180℃且上限為550℃的范圍。這進一步減少周期時間并因此提高生產率。

燒結部件能夠經受機械載荷時的壓力可具體選自如下范圍：下限對應于各材料的壓力閾值的-10％的壓力且上限對應于該壓力閾值的+30％的壓力(依照DIN?50106測量)，或者選自如下范圍：下限對應于各材料的壓力閾值的-5％的壓力且上限對應于該壓力閾值的+20％的壓力(依照DIN?50106測量)。

在冷態下施加機械載荷的過程期間，溫度還可具體選自如下范圍：下限為40℃且上限為150℃，或者選自如下范圍：下限為60℃且上限為100℃。