CN104451345A - 一种高强度铁碳合金材料的制备方法 - Google Patents

一种高强度铁碳合金材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104451345A
CN104451345A CN201410774636.1A CN201410774636A CN104451345A CN 104451345 A CN104451345 A CN 104451345A CN 201410774636 A CN201410774636 A CN 201410774636A CN 104451345 A CN104451345 A CN 104451345A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
ball
alloy material
carbon alloy
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410774636.1A
Other languages
English (en)
Inventor
朱正良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CHANGSHU ORIENT SPECIAL METALLIC MATERIAL FACTORY
Original Assignee
CHANGSHU ORIENT SPECIAL METALLIC MATERIAL FACTORY
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHANGSHU ORIENT SPECIAL METALLIC MATERIAL FACTORY filed Critical CHANGSHU ORIENT SPECIAL METALLIC MATERIAL FACTORY
Priority to CN201410774636.1A priority Critical patent/CN104451345A/zh
Publication of CN104451345A publication Critical patent/CN104451345A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

本发明公开了一种高强度铁碳合金材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：a）选材备料，b）球磨混料，c）模压成型，d）烧结处理，e）后处理。本发明揭示了一种高强度铁碳合金材料的制备方法，该制备方法工序安排得当，操作简便，成本适中，制得的零件具有良好的综合力学性能，且强度性能突出，特别适合于制备各类结构复杂、长时间受交变应力作用的结构零件，有效拓展了铁碳合金的适用范围。

Description

一种高强度铁碳合金材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种铁碳合金材料的制备方法，尤其涉及一种综合力学性能稳定，且强度性能突出的铁碳合金材料的制备方法，属于金属材料技术领域。
背景技术
铁碳合金可按照含碳量、用途、质量和冶炼方法进行分类。按含碳量可分为：低碳钢(C<0.25%)、中碳钢(0.25%<C<0.6%)和高碳钢(C>0.6%)；按钢的用途可分为碳素结构钢和碳素工具钢两大类；按钢的质量可分为：普通碳素钢(S≤0.055%，P≤0.45%)，优质碳素钢(S、P≤0.04%)和高级优质碳素钢(s≤0．030%，P≤0．035%)三大类；按冶炼方法可分为沸腾钢、镇静钢和半镇静钢。
铁碳合金应用范围宽广，是一种重要的工程结构材料，其中，以低合金结构钢应用最广泛但是。但是，对于一些结构复杂，受交变应力的结构零件，低合金结构钢在强度方面的表现还不够理想，其含碳量以及合金成分的配置还有待进一步完善，以实现资源的合理利用。
发明内容
针对上述需求，本发明提供了一种高强度铁碳合金材料的制备方法，该制备方法工序安排合理，操作简便，成本适中，制得的零件具有良好的综合力学性能，且强度性能突出，特别适合于制备各类结构复杂、长时间受交变应力作用的结构零件。
本发明是一种高强度铁碳合金材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：a）选材备料，b）球磨混料，c）模压成型，d）烧结处理，e）后处理。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤a）中，该铁碳合金材料的主要成分为：纯铁粉、石墨粉、铬粉、钛粉、硅粉和锰粉。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤b）中，球磨设备选用干式球磨机，型号为：ø900×3000，筒体转速控制在36-38r/min，球料比为3:1；按照原料中各成分原始颗粒直径安排球磨顺序，操作过程如下：首先，球磨处理纯铁粉和石墨粉，球磨时间控制在6小时；然后，添加硅粉和锰粉，继续球磨处理4小时；最后，添加铬粉和钛粉，再次球磨处理2小时。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤c）中，模压成型设备选用等静压成型机，工作压力控制在120-130MPa，处理2-2.5分钟。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤d）中，烧结处理设备选用电阻烧结炉，处理过程如下：首先，将合金坯料送入烧结炉，并对烧结炉进行抽真空；然后，将烧结炉升温至450℃-500℃，升温速度控制在12℃-15℃/min，炉压控制在80-90MPa，等温、等压处理40-50分钟；接着，将炉温升至700℃-750℃，升温速度控制在15℃-20℃/min，通氮气，炉压控制在100MPa左右，等温、等压处理1.2-1.5小时；最后，在炉内缓冷至室温，降压速度控制在20-25MPa/h。
在本发明一较佳实施例中，所述的步骤e）中，后处理工艺主要是对成型坯料进行去应力退火以及浸油处理，去应力退火处理的温度控制在300℃-320℃，保温时间为1-1.2小时，处理后在炉内冷却至室温；浸油处理在100℃-120℃的热油中进行，浸泡时间约为50-60分钟。
本发明揭示了一种高强度铁碳合金材料的制备方法，该制备方法工序安排得当，操作简便，成本适中，制得的零件具有良好的综合力学性能，且强度性能突出，特别适合于制备各类结构复杂、长时间受交变应力作用的结构零件，有效拓展了铁碳合金的适用范围。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
图1是本发明实施例高强度铁碳合金材料的制备方法的工序步骤图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
图1是本发明实施例高强度铁碳合金材料的制备方法的工序步骤图；该制备方法包括如下步骤：a）选材备料，b）球磨混料，c）模压成型，d）烧结处理，e）后处理。
实施例1
本发明提及的高强度铁碳合金材料的具体制备方法如下：
a）选材备料，该铁碳合金材料的主要成分及其百分含量配比为：纯铁粉93.2%、石墨粉0.08%、铬粉0.2%、钛粉0.72%、硅粉1.4%、锰粉4%-4.2%；
b）球磨混料，球磨设备选用干式球磨机，型号为：ø900×3000，筒体转速控制在36r/min，球料比为3:1；按照原料中各成分原始颗粒直径安排球磨顺序，操作过程如下：首先，球磨处理纯铁粉和石墨粉，球磨时间控制在6小时；然后，添加硅粉和锰粉，继续球磨处理4小时；最后，添加铬粉和钛粉，再次球磨处理2小时；通过上述处理后的纯铁粉的平均颗粒直径约为9um；石墨粉的平均颗粒直径约为6um；铬粉的平均颗粒直径约为0.23um；钛粉的平均颗粒直径约为0.15um；硅粉的平均颗粒直径约为2um；锰粉的平均颗粒直径约为2um；
c）模压成型，模压成型设备选用等静压成型机，工作压力控制在120-125Pa，处理2.5分钟，制得合金坯料；
d）烧结处理，烧结处理设备选用电阻烧结炉，处理过程如下：首先，将合金坯料送入烧结炉，并对烧结炉进行抽真空；然后，将烧结炉升温至450℃-560℃，升温速度控制在12℃-13℃/min，炉压控制在80MPa，等温、等压处理50分钟；接着，将炉温升至700℃-720℃，升温速度控制在15℃-16℃/min，通氮气，炉压控制在100MPa左右，等温、等压处理1.5小时；最后，在炉内缓冷至室温，降压速度控制在20-22MPa/h；
e）后处理，后处理工艺主要是对成型坯料进行去应力退火以及浸油处理，去应力退火处理的温度控制在300℃-320℃，保温时间为1-1.2小时，处理后在炉内冷却至室温；浸油处理在100℃-120℃的热油中进行，浸泡时间约为50-60分钟。
实施例2
本发明提及的高强度铁碳合金材料的具体制备方法如下：
a）选材备料，该铁碳合金材料的主要成分及其百分含量配比为：纯铁粉93.7%、石墨粉0.09%、铬粉0.19%、钛粉0.7%、硅粉1.35%、锰粉4%；
b）球磨混料，球磨设备选用干式球磨机，型号为：ø900×3000，筒体转速控制在38r/min，球料比为3:1；按照原料中各成分原始颗粒直径安排球磨顺序，操作过程如下：首先，球磨处理纯铁粉和石墨粉，球磨时间控制在6小时；然后，添加硅粉和锰粉，继续球磨处理4小时；最后，添加铬粉和钛粉，再次球磨处理2小时；通过上述处理后的纯铁粉的平均颗粒直径约为8um；石墨粉的平均颗粒直径约为5um；铬粉的平均颗粒直径约为0.22um；钛粉的平均颗粒直径约为0.12um；硅粉的平均颗粒直径约为1.5um；锰粉的平均颗粒直径约为2um；
c）模压成型，模压成型设备选用等静压成型机，工作压力控制在125-130MPa，处理2分钟，制得合金坯料；
d）烧结处理，烧结处理设备选用电阻烧结炉，处理过程如下：首先，将合金坯料送入烧结炉，并对烧结炉进行抽真空；然后，将烧结炉升温至480℃-500℃，升温速度控制在14℃-15℃/min，炉压控制在90MPa，等温、等压处理40分钟；接着，将炉温升至740℃-750℃，升温速度控制在18℃-20℃/min，通氮气，炉压控制在100MPa左右，等温、等压处理1.2小时；最后，在炉内缓冷至室温，降压速度控制在24-25MPa/h；
e）后处理，后处理工艺主要是对成型坯料进行去应力退火以及浸油处理，去应力退火处理的温度控制在300℃-320℃，保温时间为1-1.2小时，处理后在炉内冷却至室温；浸油处理在100℃-120℃的热油中进行，浸泡时间约为50-60分钟。
本发明揭示了一种高强度铁碳合金材料的制备方法，其特点是：该制备方法工序安排得当，操作简便，成本适中，制得的零件具有良好的综合力学性能，且强度性能突出，特别适合于制备各类结构复杂、长时间受交变应力作用的结构零件，有效拓展了铁碳合金的适用范围。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种高强度铁碳合金材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括如下步骤：a）选材备料，b）球磨混料，c）模压成型，d）烧结处理，e）后处理。
2.根据权利要求1所述的高强度铁碳合金材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤a）中，该铁碳合金材料的主要成分为：纯铁粉、石墨粉、铬粉、钛粉、硅粉和锰粉。
3.根据权利要求1所述的高强度铁碳合金材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤b）中，球磨设备选用干式球磨机，型号为：ø900×3000，筒体转速控制在36-38r/min，球料比为3:1；按照原料中各成分原始颗粒直径安排球磨顺序，操作过程如下：首先，球磨处理纯铁粉和石墨粉，球磨时间控制在6小时；然后，添加硅粉和锰粉，继续球磨处理4小时；最后，添加铬粉和钛粉，再次球磨处理2小时。
4.根据权利要求1所述的高强度铁碳合金材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤c）中，模压成型设备选用等静压成型机，工作压力控制在120-130MPa，处理2-2.5分钟。
5.根据权利要求1所述的高强度铁碳合金材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤d）中，烧结处理设备选用电阻烧结炉，处理过程如下：首先，将合金坯料送入烧结炉，并对烧结炉进行抽真空；然后，将烧结炉升温至450℃-500℃，升温速度控制在12℃-15℃/min，炉压控制在80-90MPa，等温、等压处理40-50分钟；接着，将炉温升至700℃-750℃，升温速度控制在15℃-20℃/min，通氮气，炉压控制在100MPa左右，等温、等压处理1.2-1.5小时；最后，在炉内缓冷至室温，降压速度控制在20-25MPa/h。
6.根据权利要求1所述的高强度铁碳合金材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤e）中，后处理工艺主要是对成型坯料进行去应力退火以及浸油处理，去应力退火处理的温度控制在300℃-320℃，保温时间为1-1.2小时，处理后在炉内冷却至室温；浸油处理在100℃-120℃的热油中进行，浸泡时间约为50-60分钟。
CN201410774636.1A 2014-12-16 2014-12-16 一种高强度铁碳合金材料的制备方法 Pending CN104451345A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410774636.1A CN104451345A (zh) 2014-12-16 2014-12-16 一种高强度铁碳合金材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410774636.1A CN104451345A (zh) 2014-12-16 2014-12-16 一种高强度铁碳合金材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104451345A true CN104451345A (zh) 2015-03-25

Family

ID=52898085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410774636.1A Pending CN104451345A (zh) 2014-12-16 2014-12-16 一种高强度铁碳合金材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104451345A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106191664A (zh) * 2016-09-23 2016-12-07 安徽丰磊制冷工程有限公司 空气净化器用叶片转轴制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB586895A (en) * 1944-11-20 1947-04-03 Murex Ltd Improvements in and relating to the manufacture of sintered metal products
US5561832A (en) * 1994-07-04 1996-10-01 Korea Institute Of Machinery & Metals Method for manufacturing vanadium carbide powder added tool steel powder by milling process, and method for manufacturing parts therewith
WO2005092542A1 (ja) * 2004-03-29 2005-10-06 Nano Technology Institute, Inc 高硬度の高炭素ナノ結晶鉄合金粉末及びバルク材並びにその製造方法
CN101579734A (zh) * 2009-06-22 2009-11-18 上海兴罗特种密封件有限公司 一种耐压且致密性优越的粉末冶金材料及用途
CN101664862A (zh) * 2009-09-25 2010-03-10 王新虎 一种铁基高钛耐磨堆焊药芯焊丝

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB586895A (en) * 1944-11-20 1947-04-03 Murex Ltd Improvements in and relating to the manufacture of sintered metal products
US5561832A (en) * 1994-07-04 1996-10-01 Korea Institute Of Machinery & Metals Method for manufacturing vanadium carbide powder added tool steel powder by milling process, and method for manufacturing parts therewith
WO2005092542A1 (ja) * 2004-03-29 2005-10-06 Nano Technology Institute, Inc 高硬度の高炭素ナノ結晶鉄合金粉末及びバルク材並びにその製造方法
CN101579734A (zh) * 2009-06-22 2009-11-18 上海兴罗特种密封件有限公司 一种耐压且致密性优越的粉末冶金材料及用途
CN101664862A (zh) * 2009-09-25 2010-03-10 王新虎 一种铁基高钛耐磨堆焊药芯焊丝

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
唐华生: "国外粉末冶金烧结钢添加合金元素的研究和发展", 《兵器材料科学与工程》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106191664A (zh) * 2016-09-23 2016-12-07 安徽丰磊制冷工程有限公司 空气净化器用叶片转轴制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107138660B (zh) 一种实现组织球化的高碳铬轴承钢温轧环成形方法
CN106077660B (zh) 一种粉末冶金制备发动机气门座的方法
CN103697244B (zh) 一种双金属耐磨无缝复合钢管及其制备方法
CN103789603A (zh) 一种性能可调节的奥铁体球墨铸铁件及其制造方法
CN101660165A (zh) G20CrNi2MoA钢代替G20Cr2Ni4A钢制造轴承滚子的热处理工艺
CN104745879A (zh) 高密度超高强度Co增强镍基高钨耐热合金及制备方法
CN1317417C (zh) 汽车覆盖件模具用合金灰铁材料及其制备方法
CN107557704A (zh) 一种热作模具材料及其制备方法
CN104532140B (zh) 一种大尺寸盾构机轴承套圈用钢及其热处理方法
CN104232859B (zh) 一种GCr15SiMn钢的热处理方法
CN104084589B (zh) 一种粉末冶金汽车轮毂轴承单元
CN103352163B (zh) 一种离心铸造生产的双相铸铁缸套
CN103658479A (zh) 一种水泥辊压机挤压辊的锻造工艺
CN107448581A (zh) 耐磨损的精密谐波减速器
CN105018864B (zh) 一种耐磨稀土合金材料
CN104451345A (zh) 一种高强度铁碳合金材料的制备方法
CN103498026B (zh) 一种45＃钢工件的淬火方法
CN102672164A (zh) 一种粉末冶金
CN104388830A (zh) 一种高强度铁碳合金材料
CN105369115A (zh) 一种氮化合金铸铁气缸套及其制备方法
CN104439993A (zh) 一种齿轮铸造生产工艺
CN102672165A (zh) 一种粉末冶金
CN103484756B (zh) 箱体的制造方法
CN105177414A (zh) 一种镍碳铁基粉末冶金合金及其制备方法
CN105177462B (zh) 一种自润滑稀土铁基合金材料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20150325