[發(fā)明專利]一種非晶擴(kuò)散合金及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201410015183.4
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN104513911A
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周健
• 申請（專利權(quán)）人: 萊蕪市冠隆納米科技有限公司
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C45/02
• 代理公司: 溫州市品創(chuàng)專利商標(biāo)代理事務(wù)所(普通合伙) 33247
• 代理人: 程春生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種非晶擴(kuò)散合金及其制備方法。

背景技術(shù)

粉末冶金是制取金屬粉末并通過成形和燒結(jié)等工藝將金屬粉末或與非金屬粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔煉方法難以制取的特殊材料，又可制造各種精密的機(jī)械零件，省工省料。但其模具和金屬粉末成本較高，批量小或制品尺寸過大時不宜采用。粉末冶金材料和工藝與傳統(tǒng)材料工藝相比，具有以下特點(diǎn)：1.粉末冶金工藝是在低于基體金屬的熔點(diǎn)下進(jìn)行的，因此可以獲得熔點(diǎn)、密度相差懸殊的多種金屬、金屬與陶瓷、金屬與塑料等多相不均質(zhì)的特殊功能復(fù)合材料和制品。2.提高材料性能。用特殊方法制取的細(xì)小金屬或合金粉末，凝固速度極快、晶粒細(xì)小均勻，保證了材料的組織均勻，性能穩(wěn)定，以及良好的冷、熱加工性能，且粉末顆粒不受合金元素和含量的限制，可提高強(qiáng)化相含量，從而發(fā)展新的材料體系。3.利用各種成形工藝，可以將粉末原料直接成形為少余量、無余量的毛坯或凈形零件，大量減少機(jī)加工量。提高材料利用率，降低成本。粉末冶金的品種繁多，主要有：鎢等難熔金屬及合金制品；用Co、Ni等作粘結(jié)劑的碳化鎢(WC)、碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)等硬質(zhì)合金，用于制造切削刀具和耐磨刀具中的鉆頭、車刀、銑刀，還可制造模具等；Cu合金、不銹鋼及Ni等多孔材料，用于制造燒結(jié)含油軸承、燒結(jié)金屬過濾器及紡織環(huán)等。隨著粉末冶金生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，粉末冶金及其制品將在更加廣泛的應(yīng)用。但是現(xiàn)有的鐵基粉末冶金存在一定的問題，例如制品抗沖擊力較低，?抗伸抗疲勞、耐磨耐熱性能較低，由于貴金屬的添加成本較高等問題。因此，亟需研究出一種新型合金材料來改善這些狀況，解決這些問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種非晶擴(kuò)散合金及其制備方法。該非晶擴(kuò)散合金主要應(yīng)用于鐵基粉末冶金制品中，可以提高制品的抗沖擊、拉伸抗疲勞、耐磨耐熱性能，替代貴金屬元素的加入量，并降低產(chǎn)品成本。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種非晶擴(kuò)散合金，其特征是，由以下原料制成：

鎳包碳化鈦，碳化硼，混和稀土，鈦鐵粉，超細(xì)高碳鉻鐵粉，碳化硅晶須，氮化硼，氧化鑭，氧氣鈰，氧化鎬，銅粉，高氮鉻鐵，鈷粉，錳粉，鎢粉，納米氧化物，超細(xì)鐵粉余量。

優(yōu)選的，由以下重量百分比的原料制成：

鎳包碳化鈦5％，碳化硼2.5％，混和稀土5％，鈦鐵粉5％，超細(xì)高碳鉻鐵粉5％，碳化硅晶須4％，氮化硼0.6％，氧化鑭0.2％，氧氣鈰0.2％，氧化鎬0.1％，銅粉4％，高氮鉻鐵2％，鈷粉5％，錳粉4％，鎢粉4％，納米氧化物0.8％，超細(xì)鐵粉余量。

優(yōu)選的，所述混合稀土為重稀土或輕稀土。

優(yōu)選的，所述納米氧化物為納米氧化鈦。

優(yōu)選的，所述超細(xì)高碳鉻鐵粉和超細(xì)鐵粉為500目的粉末。

本發(fā)明還提供了一種非晶擴(kuò)散合金的制備方法，其特征是，包括以下步驟：

①配料

按照上述的重量百分比稱取原料；

②分散

將步驟S1中稱取的原料通過干粉混合機(jī)混合20分鐘，經(jīng)攪拌機(jī)混合1小時，自然晾干；

③燒結(jié)

在鏈條式隧道窖爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度1100℃，燒結(jié)時間≥2h；

④破碎

將經(jīng)過步驟③燒結(jié)的原料經(jīng)球磨機(jī)破碎至200目；

⑤篩選

將經(jīng)過步驟④處理的原料過200目震動篩，即得成品。

本發(fā)明具有以下突出的有益效果：

①本發(fā)明的非晶擴(kuò)散合金主要應(yīng)用于鐵基粉末冶金制品中，可以提高制品的抗沖擊、拉伸抗疲勞、耐磨耐熱性能，替代或減少鎳、鉬、鎢、鈷、鈮等貴金屬元素的加入量，并降低產(chǎn)品成本。

②本發(fā)明的非晶擴(kuò)散合金中形成的納米成分，可以有效抑制鐵素體晶粒生長，達(dá)到細(xì)化晶粒的作用，從而使制品的力學(xué)性能保持良好狀態(tài)。

③納米級顆粒分布于晶界表面，有效扎住位錯，提高位錯滑移和攀移阻力、提高晶界的結(jié)合強(qiáng)度，起到彌散強(qiáng)化作用，從而有效的改善合金的抗蠕變性能和抗高溫性能、耐磨性能。

④阻礙再結(jié)晶過程的進(jìn)行，容易獲得穩(wěn)定的晶粒尺寸。可以有效阻止和減緩氧元素對制品中金屬元素的氧化作用，提高材料的硬度、強(qiáng)度、耐熱、耐磨性能。并能保持良好的綜合機(jī)械性能。利用擴(kuò)散結(jié)合從而不影響Fe粉的壓縮性能并減少成分偏析。本發(fā)明的非晶擴(kuò)散合金用于制品中可以提高尺寸精度。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

一種非晶擴(kuò)散合金，由以下原料制成：