[發(fā)明專利]一種WC顆粒增強(qiáng)Fe基粉末冶金材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810674677.1
• 申請(qǐng)日: 2018-06-27
• 公開（公告）號(hào): CN109457190A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉旋;涂華錦;鐘燕輝;陳紹軍;邱志文;秦嶺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河源市山峰金屬制品有限公司;河源職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): C22C38/16
• 分類號(hào): C22C38/16;C22C38/08;C22C38/12;C22C33/02;B22F1/00
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本發(fā)明涉及一種WC顆粒增強(qiáng)Fe基粉末冶金材料及其制備方法。它由配料、混料、壓制、燒結(jié)步驟所組成。其顯著特點(diǎn)是，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的成分體系進(jìn)行制備，在Fe?Cu?Ni?Mo?C系的基體材料上，添加1wt%?2wt%的WC顆粒，可有效地填充基體材料的孔隙，降低材料的孔隙率，增強(qiáng)材料的硬度，提高材料的抗彎強(qiáng)度，依據(jù)本發(fā)明的WC顆粒增強(qiáng)Fe基粉末冶金材料的制備方法所制備得到的零件，可實(shí)現(xiàn)添加微量的WC，即可有效地提升材料的硬度和抗彎強(qiáng)度，且采用的工藝適用于工業(yè)化的大批量生產(chǎn)，成本得到有效地降低，且產(chǎn)品的性能得到有效的提升，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和市場(chǎng)前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及粉末冶金技術(shù)，具體是一種WC顆粒增強(qiáng)Fe基粉末冶金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

鐵基粉末冶金材料是以鐵粉作為基本粉末，加入一定量的合金元素粉末，經(jīng)過混合、壓制、燒結(jié)以及后續(xù)處理而得到的合金，粉末冶金工藝具有成本低、產(chǎn)量大、效率高、性能好等優(yōu)點(diǎn)，相比于傳統(tǒng)的切削加工，其更加適合于大規(guī)模批量生產(chǎn)，應(yīng)用前景十分廣闊。鐵基粉末冶金材料為主的制品用途廣泛，主要用于制造各類機(jī)械結(jié)構(gòu)零件、軸承和耐磨材料等。特別是在汽車制造行業(yè)中，粉末冶金鐵基材料發(fā)揮了重要的作用，其制備的零部件普遍應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)、傳送系統(tǒng)、ABS系統(tǒng)、點(diǎn)火裝置等。但是目前鐵基粉末冶金零件在汽車制造中的應(yīng)用還沒有被充分開發(fā)，隨著汽車的產(chǎn)量的不斷增加以及粉末冶金零件在單輛汽車上的用量增加，對(duì)于粉末冶金制品的需求量將會(huì)越來越大。此外，高性能的鐵基粉末冶金零件也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)裝置、發(fā)動(dòng)機(jī)以及其他通用機(jī)械產(chǎn)品，在機(jī)械制造業(yè)中的發(fā)展前景非常廣闊。

國外每臺(tái)轎車粉末冶金材料的用量已經(jīng)超過12公斤。某些零件采用粉末冶金材料后可以實(shí)現(xiàn)以鐵取代銅，以鐵取代鋼，降低產(chǎn)品成本。例如，汽車上用的襯套、減速器外殼等零件原來是青銅材料，改成粉末冶金鐵基材料后，每個(gè)零件節(jié)約2-3公斤銅，成本降低近十倍，而且其耐熱性、抗壓強(qiáng)度、耐磨性有很大提高。在汽車行業(yè)用燒結(jié)粉末冶金材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的合金鑄鐵是必然趨勢(shì)。

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)鋼鐵材料及結(jié)構(gòu)件的耐高溫和耐磨性能等提出了越來越高的要求。WC硬質(zhì)顆粒增強(qiáng)鋼鐵基復(fù)合材料兼有鋼鐵材料的高強(qiáng)度、良好的塑性和WC增強(qiáng)顆粒的高硬度、高耐磨性，而且WC增強(qiáng)顆粒通常具有優(yōu)異的耐高溫性能以致提高了相應(yīng)復(fù)合材料的耐高溫性能。WC硬質(zhì)顆粒增強(qiáng)鋼鐵基復(fù)合材料較基體材料具有更為優(yōu)異的綜合力學(xué)性能。

目前，WC顆粒增強(qiáng)Fe-Cu-Ni-Mo-C系粉末冶金燒結(jié)材料的已有專利（申請(qǐng)?zhí)朇N201110008273.7）公布了一種碳化鎢顆粒增強(qiáng)的鐵基粉末冶金材料及其制備方法，其添加較多的WC顆粒（10 wt %-15 wt %），采用放電等離子燒結(jié)工藝制備，存在較多的問題，包括，WC的添加量高，由于WC的價(jià)格昂貴，造成產(chǎn)品的成本過高；放電等離子燒結(jié)工藝設(shè)備昂貴，產(chǎn)品制備受限，也大幅度地提升產(chǎn)品的成本，不利于發(fā)揮粉末冶金工藝成本優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于為了克服現(xiàn)有技術(shù)中制備Fe-Cu-Ni-Mo-C粉末冶金材料存在的不足，優(yōu)化設(shè)計(jì)了WC顆粒增強(qiáng)Fe-Cu-Ni-Mo-C粉末冶金復(fù)合材料的材料體系，提供一種簡單、實(shí)用、有效的制備WC顆粒增強(qiáng)Fe基粉末冶金材料的制備方法，有效地提升材料的硬度和耐磨性能等綜合力學(xué)性能。

本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

一種WC顆粒增強(qiáng)Fe基粉末冶金材料的制備方法，采用鐵粉、銅粉、鎳粉、鉬粉和碳為原料，包括混粉、壓制、燒結(jié)等步驟，其特征在于添加硬質(zhì)顆粒WC。

所述的WC顆粒增強(qiáng)Fe基粉末冶金材料的制備方法的具體步驟是：

1.配料：按質(zhì)量百分比計(jì)，以銅粉1.3wt%、鎳粉1.5wt%、鉬粉0.5wt%、碳粉2wt%，余量為鐵，配制基體材料；再以基體材料98wt%-99wt%，碳化鎢1 wt %-2 wt %進(jìn)行配料。