CN101708549A - 一种粉末冶金工艺配方及其工艺流程 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的是一种粉末冶金工艺配方及其工艺流程，其配方包括石墨粉、铜粉、硬脂酸锌和铁粉均匀混合而成铁基粉末，其特征在于，所述铁基粉末中还增加有磷铁合金和硫酸锰，在所述铁基粉末中，按重量份为计量单位，所述石墨粉为0.4％至1.5％，铜粉为1％至3％，硫化锰为1％至2.5％，磷铁合金为1％至2.5％，硬脂酸锌为0.5％至1％，铁粉为70％～98％。其工艺步骤包括：(1)混合(2)压制；(3)烧结；(4)浸油；(5)精整；(6)粗加工；(7)精加工；(8)防锈处理。本发明通过磷铁合金代替电解铜，增加了产品的性能和强度，降低了生产成本，提高了生产效率，具有耐磨性强、烧结时间短、质量稳定的优点。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种冶金工艺，尤其涉及的是一种粉末冶金配方及其工艺流程。
背景技术
粉末冶金是制取金属粉末并通过成形和烧结等工艺将金属粉末或与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，既可制取用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，又可制造各种精密的机械零件，省工省料。但其模具和金属粉末成本较高，批量小或制品尺寸过大时不宜采用。
一般社会上所采用的粉末冶金工艺，多经过混料-搅拌成型-烧结-整型-二次烧结-机械加工-热处理-振荡研磨-真空浸油等工序。由于国家对环境保护越来越重视，在机械行业中，简化工艺步骤将能够节约很多能源。但也有为了提高批量生产的高效性，如采用精简配方、减少工艺步骤的方式，那么其制造的效率就可大大提高。
而且现有的粉末冶金主要采用的是电解铜材料，采用电解铜作为粉末冶金的主要配方具有以下缺点：
1、生产成本高；市场电解铜粉8万元/吨左右，价格高，给企业增加了生产成本。
2、铜粉在烧结时容易发生变形，影响产品的性能和强度。
3、现有电解铜作为主要配方烧结导管时一般需20分钟，电炉烧结时间比较长，降低了生产效率。
因而，现有粉末冶金的配方和工艺仍具有局限性，对特殊工艺需求适应性较差，有待进一步的改进。
发明内容
针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种性能强、强度高和生产成本低的粉末冶金工艺配方及其工艺流程，节省了大量时间，提高了生长效率。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明的一种粉末冶金工艺配方，其包括石墨粉、铜粉、硬脂酸锌和铁粉均匀混合而成铁基粉末，其特征在于，所述铁基粉末中还增加有磷铁合金和硫酸锰，在所述铁基粉末中，按重量份为计量单位，所述石墨粉为0.4％至1.5％，铜粉为1％至3％，硫化锰为1％至2.5％，磷铁合金为1％至4％，硬脂酸锌为0.5％至1％，铁粉为。
其工艺步骤包括：(1)混合步骤；将铁基粉末按石墨粉、铜粉、硫化锰、磷铁合金、硬脂酸锌、铁粉配比均匀混合，并装罐待用；
(2)压制；把混合好的装罐的铁基粉末送入压机，由压机完成将所述的铁基粉末送入预设的产品模具，并压制成产品毛坯件；
(3)烧结；将所述产品毛坯件按照设定的速度送入烧结电炉中；将所述的产品毛坯件烧结成半成品件；
(4)浸油；将所述的半成品件冷却并浸入机油中处理；
(5)精整；将所述的半成品件放入整形模中进行精校正，使所述的半成品件达到要求的公差范围；
(6)粗加工；将精校正所述的半成品件通过车床进行粗加工操作，去除半成品表面的毛刺；
(7)精加工；将粗加工后所述的半成品通过磨床进行精加工操作；
(8)防锈处理；将精加工后所述的半成品进行蒸汽处理，使所述的半成品表面产生防锈层；
进一步的，所述步骤(4)中，机油的温度为65℃至96℃，浸油时间为20分钟至55分钟，所述浸油气压小于常压。
本发明的通过上述配方和工艺流程与现有技术相比具有如下有益效果：
1、增加产品的性能和强度；
生产导管、结构件产品，原先用电解铜，作为工艺配方材料，现在由磷铁合金材料取代，其性能强度高于电解铜材料性能，增加了产品的性能和强度，强度高、质量稳定。
2、缩短电炉烧结时间，提高了生产效率；如过去烧结导管需20分钟每舟，现在只需15分钟，每舟用同一台电炉，电炉烧结产值每月提高15万元，每月电费可节约2万元左右，节约了生产成本，提高了企业经济效率。
3、降低了生产成本；
磷铁合金价格只有电解铜的四分之一左右，一年可节约材料成本10万元左右，降低生产成本，为企业的发展带来了可观的效益。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明中一种粉末冶金工艺配方是将原先用电解铜作为工艺配方材料由磷铁合金材料取代，其工艺配方由石墨粉、铜粉、硫酸锰、磷铁合金、硬脂酸锌和铁粉均匀混合而成铁基粉末；在所述铁基粉末中，按重量份为计量单位，所述石墨粉为0.4％至1.5％，铜粉为1％至3％，硫化锰为1％至2.5％，磷铁合金为1％至4％，硬脂酸锌为0.5％至1％，铁粉为70％～98％。
参见图1，本发明工艺流程包括：
(1)混合步骤；将铁基粉末按石墨粉、铜粉、硫化锰、磷铁合金、硬脂酸锌、铁粉配比均匀混合，并装罐待用；
(2)压制步骤；把混合好的装罐的铁基粉末送入压机上部，通过加粉盒加入模具的型腔内进行自动压制，压制的速度为每分钟8件，然后用机械手送到转盘内，由压机压制成产品毛坯件；
(3)烧结步骤；将所述产品毛坯件按照设定的速度送入烧结电炉中；将所述的产品毛坯件烧结成半成品件；
(4)浸油步骤；将所述的半成品件冷却并浸入机油中处理；机油的温度为65℃至96℃，浸油时间为20分钟至55分钟，所述浸油气压小于常压。
(5)精整步骤；整形设备为200吨或100吨的油压机，压机上有整形模架，将所述的半成品件放入整形模中进行精校正，使所述的半成品件达到要求的公差范围；
(6)粗加工步骤；将精校正所述的半成品件通过车床进行粗加工操作，去除所述的半成品表面的毛刺；
(7)精加工步骤；将粗加工后所述的半成品通过磨床进行精加工操作；
(8)防锈处理步骤；将精加工后所述的半成品进行蒸汽处理，使所述半成品件表面产生防锈层；
(9)成品检验和包装；将防锈处理好的产品进行成品检验，检验合格后进行包装，从而完成整个产品操作过程。
举例来说，本实施例中，以生产花键套产品为例，其采用了铁Fe-C-Cu-MnS等其它合金材料，化合碳量为0.4-0.6％；密度大于6.8g/cm3；烧结状态的表观大于HB100，热处理状态硬度大于HRC40。零件一断面凹槽应由上模冲压出，可使花键齿轮卷部位密度稍高整体密度，花键精度通过精整内花键来满足，表面锥度通过模削加工达到。
其按各成分重量份为计量单位，配方组成：碳 0.6％
铜 2.5％
硫化锰 2.5％
磷铁合金 2.5％
硬脂酸锌 0.8
铁 余量
本实例中产生的产品长为96mm，外径为28mm，内径为16mm，其材料为Fe-C-Cu-MnS。经验证：该产品与切削加工的花键相比，它具有优点为：1、抗拉强度高，一般比普通方法加工的花键套的花键提高20％～30％；2、表面质量好，挤压花键套的齿面粗糙度也较好，3、精度高，精度等级可达H7，有的甚至H6。
基于上述，本发明在铁基粉末混粉工艺中，按照产品性能要求，表观硬度HB70-130按照其比例成分添加2％-4％的FeP元素，在正常压制条件下，烧结中控制好电炉温度，确保达到预定效果。使其产品质量稳定、耐磨性能强、精度高和烧结时间短，如过去烧结导管需20分钟每舟，现在只需15分钟；节约了生产成本，提高了企业的生产效率；
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种粉末冶金工艺配方，其包括石墨粉、铜粉、硬脂酸锌和铁粉均匀混合而成铁基粉末，其特征在于，所述铁基粉末中还增加有磷铁合金和硫酸锰，在所述铁基粉末中，按重量份为计量单位，所述石墨粉为0.4％至1.5％，铜粉为1％至3％，硫化锰为1％至2.5％，磷铁合金为1％至2.5％，硬脂酸锌为0.5％至1％，铁粉为70％～98％。
2.一种粉末冶金工艺流程，其工艺步骤包括：(1)混合步骤；将铁基粉末按石墨粉、铜粉、硫化锰、磷铁合金、硬脂酸锌、铁粉配比均匀混合，并装罐待用；
(2)压制；把混合好的装罐的铁基粉末送入压机，由压机完成将所述的铁基粉末送入预设的产品模具，并压制成产品毛坯件；
(3)烧结；将所述产品毛坯件按照设定的速度送入烧结电炉中；将所述的产品毛坯件烧结成半成品件；
(4)浸油；将所述的半成品件冷却并浸入机油中处理；
(5)精整；将所述的半成品件放入整形模中进行精校正，使所述的半成品件达到要求的公差范围；
(6)粗加工；将精校正所述的半成品件通过车床进行粗加工操作，去除所述的半成品表面的毛刺；
(7)精加工；将粗加工后所述的半成品通过磨床进行精加工操作；
(8)防锈处理；将精加工后所述的半成品进行蒸汽处理，使所述的半成品表面产生防锈层；
3.根据权利要求2所述的，其特征在于，所述步骤(4)中，机油的温度为65℃至96℃，浸油时间为20分钟至55分钟，所述浸油气压小于常压。
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