CN104907554A

CN104907554A - 一种粉末冶金用粉体材料及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN104907554A
Application number: CN201410090922.6A
Authority: CN
Inventors: 戴赫; 汪礼敏; 王磊; 王立根; 刘祥庆
Original assignee: GRIPM ADVANCED MATERIALS (BEIJING) CO Ltd; Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Current assignee: GRIPM ADVANCED MATERIALS (BEIJING) CO Ltd; Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2015-09-16

Abstract

本发明公开了属于粉末冶金零部件领域的一种粉末冶金用粉体材料及其制备方法与应用。本发明的粉末冶金用粉体材料组成及各组分质量含量为：Ni：0%～8%，Mo：0%～2%，Cu：1%～25%，Sn：0%～8%，杂质含量≤1%，余量为Fe。采用扩散方法制取高性能粉末冶金零部件用粉体材料，所述粉体的粒度不大于100目，粉末冶金零部件制备方法包括制粉、压制、烧结等步骤，即可制得高性能粉末冶金零部件。该方法流程简单、技术含量高，粉末冶金零部件不易出现偏析现象，尺寸精度高，烧结体强度好。制备出的粉末冶金零部件特别适合应用于汽车、含油轴承行业。

Description

一种粉末冶金用粉体材料及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，特别涉及一种粉末冶金用粉体材料及其制备方法与应用。

背景技术

粉末冶金零部件广泛应用于汽车、机械、化工、电子等领域，其中汽车工业是其主要用户，占粉末冶金零部件总量的80％。随着我国汽车工业持续快速的发展，不仅对粉末冶金零部件的需求量越来越大，而且对性能要求也越来越高。目前我国高性能铁基预合金粉体材料主要依靠国外进口，这大大限制了其在粉末冶金零部件上的应用，也不利于我国粉末冶金工业及汽车工业的发展。

铁基预合金粉末的制备方法有混合法、雾化法、扩散法和粘结法等。机械混合法制备的合金粉末（未添加粘结剂）由于各元素的密度不同，在运输或放置过程中由于震动等会导致成分偏析和聚集。雾化法制备的预合金粉末为完全合金化粉末，合金化程度高，粉末硬度高，导致成形性差，故使用受到限制。扩散法制备的预合金粉末成分均匀性比机械混合粉末要好，由于已经具备合金化，因此其性能亦有所提高，具有成分均匀、压制性好、成形性好、稳定性好等优点。粘结法特别适合于不能采用扩散法制备的预合金粉末的制备，达到防止粉末偏析的作用，粘结法和扩散法是国内外发展的重要方向。

近年来，我国粉末生产企业加大研发投入，在产品稳定性和新产品开发等方面取得很大的进步，同国外发达国家的差距正在快速缩小。但是在新产品的开发应用上，还存在较大的差距，不能满足我国粉末冶金的高速发展需求。因此，迫切需要开发具有自主知识产权的高性能粉体材料。

发明内容

本发明针对现有技术不足，本发明提供了一种粉末冶金用粉体材料及其制备方法与应用。

一种粉末冶金零部件用粉体材料，其组成及各组分质量百分含量如下：

Ni：0%～8%，Mo：0%～2%，Cu：1%～25%，Sn：0%～8%，杂质含量≤1%，余量为Fe。

所述粉体材料中各组分的粒度均不大于100目。

上述粉末冶金零部件用粉体材料的制备方法，将Ni、Cu、Sn和Mo合金元素以热扩散方式加入Fe粉中形成合金；即得到粉末冶金零部件用粉体材料。

利用上述的粉体材料制备粉末冶金零部件的方法，具体步骤如下：

（1）在粉末冶金零部件用粉体材料中加入润滑剂和石墨，在混料机中充分混合0.5～2小时，在300～800MPa压力压制成型；其中润滑剂为粉体材料质量的0.5～1%，石墨为粉体材料质量的0.2～2%；

（2）在800℃～1150℃温度下，在氨分解炉还原气氛中烧结0.5～1小时，即制得粉末冶金零部件。

所述润滑剂为硬脂酸锌或微粉蜡，其加入方式为直接添加。

所述石墨为鳞片状，粒度为-300目，其加入方式为直接添加。

所述氨分解炉还原气氛中氢气的流量为2.0～5.0L/min，氮气保护的流量为1.0～6.0L/min。

本发明的有益效果为：该方法流程简单、技术含量高，制备出的粉末冶金零部件特别适合应用于汽车、含油轴承行业。

附图说明

图1为实施例1所制备的一种粉末冶金零部件用粉体材料的扫描电镜照片。

图2为实施例1制备的粉末冶金零部件用粉体材料烧结体金相照片。

图3为实施例2所制备的一种粉末冶金零部件用粉体材料的扫描电镜照片

实施例1

一种粉末冶金零部件用粉体材料，其组成及各组分质量百分含量为：Ni：4%，Mo：0.5%，Cu：1.5%，杂质含量≤1%，其余为Fe。

制备方法为：

（1）在粉末冶金零部件用粉体材料中加入润滑剂、石墨，在混料机中充分混合1小时，在600MPa压力压制成型；其中润滑剂为微粉蜡，占粉体材料质量的0.8%，石墨为粉体材料质量的0.8%；

（2）在1120℃温度下，氨分解还原气氛中烧结0.7小时，即得高性能粉末冶金零部件。

图1是本实施例制备的粉末冶金零部件用粉体材料粉体的扫描电镜照片，由图1可以看出粉末的表面形貌比较粗糙。

图2是本实施例制备的粉末冶金零部件用粉体材料烧结体金相照片，由图2可以看出烧结体中存在大量奥氏体、马氏体、贝氏体以及一些珠光体、铁素体。

采用国际检测方法测定粉末冶金零部件的生坯密度为：7.08g/cm³，硬度为：24.5（HRC），冲击功为：23.5(J)。

实施例2

一种粉末冶金零部件用粉体材料，其组成及各组分质量百分含量为：Cu：20%，Sn：3%，杂质含量≤1%，其余为Fe。

制备方法为：

（1）在粉末冶金零部件用粉体材料中加入润滑剂、石墨，在混料机中充分混合1小时，在400MPa压力压制成型；其中润滑剂为硬脂酸锌，占粉体材料质量的1%，石墨为粉体材料质量的1%；

（2）在840℃温度下，氨分解还原气氛中烧结0.6小时，即得高性能粉末冶金零部件。

图3是本实施例制备的粉末冶金零部件用粉体材料粉体的扫描电镜照片，由图3可以看出粉末的表面形貌比较粗糙。

采用国际检测方法测定粉末冶金零部件含油轴承的生坯密度为：6.85g/cm³，生坯强度：0.25Mpa，压溃强度：21.5Mpa。

实施例3

一种粉末冶金零部件用粉体材料，其组成及各组分质量百分含量为：Cu：1.5%，杂质含量≤1%，其余为Fe。

制备方法为：

（1）在粉末冶金零部件用粉体材料中加入润滑剂、石墨，在混料机中充分混合0.5小时，在600MPa压力压制成型；其中润滑剂为硬脂酸锌，占粉体材料质量的0.8%，石墨为粉体材料质量的0.6%；

（2）在1120℃温度下，氨分解还原气氛中烧结0.6小时，即得粉末冶金零部件。

采用国际检测方法测定粉末冶金零部件的密度为：7.06g/cm³，尺寸变化率为0.3%。

Claims

1.一种粉末冶金零部件用粉体材料，其特征在于，其组成及各组分质量百分含量如下：

2.根据权利要求1所述的粉末冶金零部件用粉体材料，其特征在于：所述粉体材料中各组分的粒度均不大于100目。

3.权利要求1所述的粉末冶金零部件用粉体材料的制备方法，其特征在于，将Ni、Cu、Sn和Mo合金元素以热扩散方式加入Fe粉中形成合金；即得到粉末冶金零部件用粉体材料。

4.利用权利要求1所述的粉体材料制备粉末冶金零部件的方法，其特征在于，具体步骤如下：

5.根据权利要求4所述的制备粉末冶金零部件的方法，其特征在于：所述润滑剂为硬脂酸锌或微粉蜡，其加入方式为直接添加。

6.根据权利要求4所述的制备粉末冶金零部件的方法，其特征在于：所述石墨为鳞片状，粒度为-300目，其加入方式为直接添加。

7.根据权利要求4所述的制备粉末冶金零部件的方法，其特征在于：所述氨分解炉还原气氛中氢气的流量为2.0～5.0L/min，氮气保护的流量为1.0～6.0L/min。