[發(fā)明專利]一種鐵基粉末冶金材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410570985.1
• 申請日: 2014-10-23
• 公開（公告）號: CN104325131A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉莉;王爽;劉曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州萊特復合材料有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/16;C22C38/16;C22C30/02;C22C1/05;C22C33/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于粉末冶金制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種鐵基粉末冶金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

粉末冶金技術(shù)，能夠以與制品形狀極其相近的形狀生產(chǎn)要求高尺寸精度、復雜的形狀的部件，能夠大幅度地減少切削成本。因此，粉末冶金制品作為各種機械、裝置的部件而利用在多方面。

一般而言，向鐵基粉末中混合石墨粉等合金用粉末和硬脂酸、硬脂酸銼等潤滑劑粉末而形成鐵基粉末混合粉體后，將該鐵基粉末混合粉體填充到金屬模具，加壓成形而制造粉末冶金用鐵基粉末成形體(壓粉體)。其中，鐵基粉末根據(jù)成分可分為鐵粉(純鐵粉等)、合金鋼粉等。并且，鐵基粉末根據(jù)制造方法還可分為霧化鐵粉、還原鐵粉等。

鐵基粉末成形體的密度一般為6.67.1Mg/m³。對于這些鐵基粉末成形體進一步實施燒結(jié)處理而形成燒結(jié)體，并且根據(jù)需要實施精整、切削加工而形成粉末冶金制品。并且，需要提高拉伸強度、疲勞強度時，燒結(jié)后還實施滲碳熱處理、光亮熱處理。

目前，我國常用的鐵基粉末冶金材料合有銅、鎳、鉬等較貴重的有色金屬，成本較高，制品尺寸精度難以控制，且強度和耐磨性差，材料的拉伸強度較差，密度相對較低，同時表面硬度不夠，因而限制了其應用。因此，研制開發(fā)一種具有高拉伸強度、高致密度以及高硬度的鐵基粉末冶金材料尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于為了克服以上現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種鐵基粉末冶金材料及其制備方法，提高材料的拉伸強度、表面硬度以及材料密度等。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)手段實現(xiàn)的：

一種鐵基粉末冶金材料，以重量組分計包括：鐵粉20-30份、銅粉5-10份、鎳粉2-6份、碳粉3-8份、鈦粉1-5份、丙烯酸乙酯3-7份、環(huán)氧樹脂1-5份、二氧化錳1-5份、水泥粉3-6份、石蠟2-5份、硬脂酸鋅1-4份。

所述的鐵基粉末冶金材料，可以優(yōu)選為以重量組分計包括：鐵粉24-28份、銅粉7-10份、鎳粉3-5份、碳粉5-7份、鈦粉3-5份、丙烯酸乙酯4-6份、環(huán)氧樹脂2-4份、二氧化錳2-4份、水泥粉4-6份、石蠟3-5份、硬脂酸鋅2-4份。

所述的鐵基粉末冶金材料，環(huán)氧樹脂可以為雙酚A型環(huán)氧樹脂。

以上任一項所述的鐵基粉末冶金材料的制備方法，按照以下步驟制備：

步驟一，按照重量份稱取各組分；

步驟二，將各組分于混合攪拌機中攪拌均勻，得到混合物一；

步驟三，將步驟二得到的混合物一浸于混合溶液中，加熱至50-60℃，攪拌60-100分鐘，過濾得到固體混合物二，其中以上混合液組成為乙醇、聚乙二醇、氯化銨的質(zhì)量比為15:1-3:2-5；

步驟四，將固體混合物二于60℃條件下真空干燥，然后加入到模具中壓制成所需形狀，得到壓坯；

步驟五，將壓坯送入燒結(jié)爐中，在惰性氣體的保護下，升溫至500-600℃，保持150-200分鐘，再升溫至700-800℃，保溫60-100分鐘，然后在真空條件下進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1100-1150℃，燒結(jié)時間200-300分鐘，然后降至室溫。

所述的鐵基粉末冶金材料的制備方法，步驟二中混合攪拌的攪拌速度可以為100-120轉(zhuǎn)/分鐘，時間30-50分鐘。

所述的鐵基粉末冶金材料的制備方法，步驟三中所述乙醇為無水乙醇，聚乙二醇可以為聚乙二醇2000。

所述的鐵基粉末冶金材料的制備方法，步驟四中真空干燥時間可以為200-300分鐘。

所述的鐵基粉末冶金材料的制備方法，步驟五中惰性氣體可以為高純氮或高純氬，真空條件的真空度可以為0.001-0.005MPa。

所述的鐵基粉末冶金材料的制備方法，步驟五中升溫速度可以為10℃/分鐘，降至室溫的降溫速度可以為5℃/分鐘。

本發(fā)明提供的鐵基粉末冶金材料拉伸強度達到了1035MPa以上，伸長率達到了4.35％以上，密度達到了7.55以上，硬度達到了HV721以上，具有高拉伸強度、高硬度與韌度以及高密度的特點，進一步擴大了應用范圍。

具體實施方式

實施例1

一種鐵基粉末冶金材料，以重量組分計包括：鐵粉20份、銅粉5份、鎳粉2份、碳粉3份、鈦粉1份、丙烯酸乙酯3份、環(huán)氧樹脂1份、二氧化錳1份、水泥粉3份、石蠟2份、硬脂酸鋅1份。

所述的鐵基粉末冶金材料的制備方法，按照以下步驟制備：

步驟一，按照重量份稱取各組分；