[發(fā)明專利]一種高性能粉末冶金材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310472151.2
• 申請(qǐng)日: 2013-10-11
• 公開（公告）號(hào): CN103540851A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃浩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蕪湖市鴻坤汽車零部件有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/34
• 分類號(hào): C22C38/34;C22C33/02;B22F1/00;B22F3/16
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及粉末冶金領(lǐng)域，特別是一種高性能粉末冶金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)，制取金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工業(yè)技術(shù)。目前，粉末冶金技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于交通、機(jī)械、電子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工業(yè)等領(lǐng)域，成為新材料科學(xué)中最具發(fā)展活力的分支之一。粉末冶金技術(shù)具備顯著節(jié)能、省材、性能優(yōu)異、產(chǎn)品精度高且穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，非常適合于大批量生產(chǎn)。另外，部分用傳統(tǒng)鑄造方法和機(jī)械加工方法無(wú)法制備的材料和復(fù)雜零件也可用粉末冶金技術(shù)制造，因而備受工業(yè)界的重視。粉末冶金結(jié)構(gòu)件制品材料成分不受熔煉限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它結(jié)構(gòu)組分，并且在相當(dāng)大的范圍內(nèi)根據(jù)要求進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而在力學(xué)性能上能達(dá)到與鋼件匹配的效果。

粉末冶金機(jī)械化程度高，既能減少人員，又能提高效率，進(jìn)而節(jié)約成本。粉末冶金技術(shù)能取代傳統(tǒng)的制造工藝，為廣大傳統(tǒng)企業(yè)節(jié)約成本。

所以研究各種機(jī)械零部件的粉末冶金的配方，適應(yīng)不同的需要，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種強(qiáng)度大、塑性好的高性能粉末冶金材料及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)施：

一種高性能粉末冶金材料，由下列重量份的原料制成：Cr3.4-3.5、Cu0.5-0.6、Mg2.1-2.3、Gd0.6-0.8、Dy0.1-0.14、Si2.3-2.5、硬酯酸鋅2.3-2.6、碳黑0.5-0.6、鐵粉92-94、助劑1-2；

所述助劑由下列重量份的原料制成：鐵粉3-4、氧化鋅2-3、二氧化鈦1-2、偏磷酸鈉2-3、高嶺土粉5-6、氮化鋁粉1-2、硅烷偶聯(lián)劑KH550?2-3、硼化鉻5-6、順丁烯二酸酐2-3、二甲基硅油1-2、鋁酸酯偶聯(lián)劑DL-411?2-3、氰尿酸鋅1-2；制備方法是將鐵粉、氧化鋅、二氧化鈦、偏磷酸鈉、高嶺土粉、氮化鋁粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶聯(lián)劑KH550混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950℃下煅燒3-4小時(shí)，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70℃，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1-2小時(shí)，即得。

本發(fā)明所述高性能粉末冶金材料，由以下具體步驟制成：

（1）將Cr、Cu、Mg、Gd、Dy、鐵粉混合，加入適量水中，送入球磨機(jī)中球磨，得到250-400目粉末，然后，噴霧干燥、烘干，在12-15Mpa壓力下壓制成塊狀，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下600-750℃進(jìn)行燒結(jié)8-10小時(shí)，將燒結(jié)后的物料粉碎后過(guò)200-400目篩；

（2）將其它剩余成分混合均勻；

（3）將步驟（1）、（2）物料在62-66℃下混合攪拌均勻70-90分鐘后，裝入模具，壓制成坯；

（4）將壓坯放在燒結(jié)爐中，以8-12℃/分鐘速率升溫至450-550℃條件下燒結(jié)1-2小時(shí)，再以6-8℃/分鐘速率升溫至800-850℃條件下燒結(jié)1.5-2小時(shí);然后以5-7℃/分鐘速率升溫至1050-1150℃條件下燒結(jié)2-3小時(shí)；空氣中冷卻至室溫即可。

本發(fā)明添加鉻是鍛鋼中常用的合金元素，提高了淬透性、強(qiáng)度等性能，而且燒結(jié)過(guò)程中各元素均勻分散；本發(fā)明制備的燒結(jié)材料均勻、具有高強(qiáng)度和塑性，性能優(yōu)異，且價(jià)格低廉。

具體實(shí)施方案

下面通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

一種高性能粉末冶金材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：Cr3.4、Cu0.5、Mg2.1、Gd0.6、Dy0.1、Si2.3、硬酯酸鋅2.3、碳黑0.5、鐵粉92、助劑1；

所述助劑由下列重量份（公斤）的原料制成：鐵粉4、氧化鋅2、二氧化鈦2、偏磷酸鈉2、高嶺土粉6、氮化鋁粉1、硅烷偶聯(lián)劑KH550?3、硼化鉻6、順丁烯二酸酐2、二甲基硅油2、鋁酸酯偶聯(lián)劑DL-411?3、氰尿酸鋅2；制備方法是將鐵粉、氧化鋅、二氧化鈦、偏磷酸鈉、高嶺土粉、氮化鋁粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶聯(lián)劑KH550混合均勻，在10-15Mpa下壓制成坯料，然后，送入920-950℃下煅燒3-4小時(shí)，冷卻后，粉碎成300-400目粉末，與其它剩余成分混合，加熱至60-70℃，在1200-1500轉(zhuǎn)/分下攪拌1-2小時(shí)，即得。本發(fā)明所述高性能粉末冶金材料，由以下具體步驟制成：