CN103264158A - 变速箱油泵转子专用粉末冶金材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变速箱油泵转子专用粉末冶金材料，所述粉末冶金材料的各组成成分按照重量百分数包括：硬脂酸硼B(C16H35O2)3为0.15%～0.9%；石墨粉为0.3～0.6%；铜（Cu）粉为1.6%～2.0%；润滑剂为0.55%～0.65%；铁粉为余量，优选的润滑剂为硬脂酸锌。本发明采用低熔点，低分解温度的硬脂酸硼作为硼的携带剂与铁粉，石墨粉，铜粉，润滑剂混合，促进了烧结颈的长大，圆化了孔隙。本发明确认了硼在粉末冶金材料中的引入方式与硼添加量的最佳范围，在表面硬度较低的情况下，耐磨性能超出标准2.6倍，并且节约成本，抗拉强度高。

Description

变速箱油泵转子专用粉末冶金材料
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，具体涉及一种变速箱油泵转子专用粉末冶金材料。
背景技术
硼（B）对钢铁的珠光体细化与提升中低温冲击强度作用远远超过Ni，Mo，达到同样的强化效果所需的合金元素含量很低，推广使用可以为国家节约大量昂贵的合金元素。而在某些特殊用途，如不需要高的表面硬度，但需要很高的耐磨性与冲击强度的条件下，细珠光体是唯一能达到的组织。但普通携带剂FeB17C0.1的硬度太高，且固相扩散速率太低，无法用于粉末冶金生产。B对致密钢铁材料的强化方式为：在钢水精炼过程中加入硼铁，在1550℃时硼铁溶解在钢水中并扩散均匀，冷切后形成硼强化的微合金钢。硼微合金化所需加入B量最佳范围为0.003%~0.018%。而粉末冶金烧结为固相烧结，温度为1120℃，远低于钢水温度。在正常粉末冶金烧结温度下，硼铁的液相溶解无法发生，固相扩散要达到合金化需烧结200h以上，与通常烧结所需的5h相差太远，加之FeB17C0.1硬度为Hv1400，直接压制会降低压坯密度0.4g/cm3，无法用于粉末冶金生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种耐磨损，抗拉强度和冲击功高，成本低的变速箱油泵转子专用粉末冶金材料。
为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种变速箱油泵转子专用粉末冶金材料，所述粉末冶金材料的各组成成分按照重量百分数包括：硬脂酸硼B(C16H35O2)3为0.15%~0.9%；石墨粉为0.3~0.6%；铜（Cu）粉为1.6%~2.0%；润滑剂为0.55%~0.65%；铁粉为余量。
其中，优选的技术方案为，所述润滑剂为硬脂酸锌。
其中，优选的技术方案为，所述粉末冶金材料的各组成成分重量百分数包括B(C16H35O2)3为0.7%；石墨粉为0.45%；Cu粉为1.82%；硬脂酸锌为0.60%；铁粉为余量。
利用上述材料制备变速箱油泵转子的方法， 
步骤一：按照B(C16H35O2)3为0.15%~0.9%，石墨粉为0.3~0.6%，Cu粉为1.6%~2.0%，硬脂酸锌为0.55%~0.65%，铁粉为余量的组份质量配比配好材料；
步骤二：将配好的材料置于双锥混合器内，以19~21r/min的转速混合30~35min；
步骤三：将混好的所述材料在一定压力下，置于模具中压制成型，制得零件压坯；
步骤四：将压坯在温度为1120℃，在保护气体下，烧结5小时；
其中，优选的技术方案为，所述步骤三中的压力为500MPa~600Mpa。
其中，优选的技术方案为，所述步骤四中保护气组成为H2O：7.5~8.5%， CH4：0.1~0.4% ，余量为N2。
本发明的优点和有益效果在于：本发明采用低熔点（80℃），低分解温度（180℃）的硬脂酸硼B(C16H35O2)3作为B的携带剂与铁粉，石墨粉，铜粉，润滑剂混合，然后普通压制压力下压制成零件坯料并烧结。在烧结过程中发生反应：B(C16H35O2)3 +H2+Fe+C→FeBX +CO2+H2O。生成的FeBX位于颗粒连接附近，促进了烧结颈的长大，圆化了孔隙。由于硼对珠光体的细化作用，生成的粉末冶金组织为细珠光体+圆化孔隙。经过实验，发现本粉末冶金材料的屈服强度与冲击强度随B含量的增加先增大后减小，存在最佳配比。本发明确认了B在粉末冶金材料中的引入方式与B添加量的最佳范围。零件烧结态屈服强度与冲击功超过美国金属联合会MPIF-35 FN-0405-35牌号的标准性能，而且在表面硬度较低的情况下耐磨性能超出标准2.6倍。每吨零件可节约Ni粉40kg，铜粉15kg，成本降低20000元/吨。
附图说明
图1是本发明材料的油泵转子与MPIF-35FN-0405-35牌号的油泵转子的耐磨性的对比示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种变速箱油泵转子专用粉末冶金材料，所述粉末冶金材料的各组成成分按照重量百分数包括：硬脂酸硼B(C16H35O2)3为0.15%；石墨粉为0.52%；铜（Cu）粉为1.94%；润滑剂为0.62%；铁粉为余量。
实施例2
在实施例1的基础上，本发明较佳的技术方案还包括，所述润滑剂为硬脂酸锌。
实施例3
在实施例2的基础上，本发明较佳的技术方案还包括，所述粉末冶金材料的各组成成分重量百分数包括B(C16H35O2)3为0.7%；石墨粉为0.45%；Cu粉为1.82%；硬脂酸锌为0.60%；铁粉为余量。
实施例4
在实施例3的基础上，本发明较佳的技术方案还包括，所述粉末冶金材料的各组成成分重量百分数包括B(C16H35O2)3为0.9%；石墨粉为0.32%；Cu粉为1.61%；硬脂酸锌为0.55%；铁粉为余量。
采用实施例4所述材料制备变速箱油泵转子的方法：
步骤一：按照重量比准备各组分：B(C16H35O2)3 为0. 9%，石墨粉为0.32%，Cu粉为1.61%，硬脂酸锌为0.55%，铁粉为余量；
步骤二：将上述材料组份置于双锥混合器内，以20r/min的转速混合32min；
步骤三：将混好的组份在一定压力下，置于模具中压制成型为零件压坯；
步骤四：将压坯在温度为1120℃，在保护气体下，烧结5小时；
所述步骤三中的压力可以为500Mpa、550 Mpa或600 Mpa等。
所述步骤四中保护气组成为H2O：7.5~8.5%， CH4：0.1~0.4% ，余量为N2。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种变速箱油泵转子专用粉末冶金材料，其特征在于，所述粉末冶金材料的各组成成分按照重量百分数包括：
硬脂酸硼     0.15%~0. 9%；
石墨粉       0.3~0.6%；
铜粉         1.6%~2.0%；
润滑剂       0.55%~0.65%；
铁粉             余量。
2.根据权利要求1所述的变速箱油泵转子专用粉末冶金材料，其特征在于，所述润滑剂为硬脂酸锌。
3.根据权利要求2所述的变速箱油泵转子专用粉末冶金材料，其特征在于，
硬脂酸硼      0.7%；
石墨粉         0.45%；
铜粉          1.82%；
硬脂酸锌       0.60%；
铁粉           余量。
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