CN105063395A - 一种用于双金属烧结的助熔剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于双金属烧结的技术领域，具体的涉及一种用于双金属烧结的助熔剂及其制备方法。该种用于双金属烧结的助熔剂，包括以下重量份的原料：松香粉25～30份；硫磺粉15～20份；硼砂30～35份；甘油25～30份<b>。</b>所述用于双金属烧结的助熔剂从根本上解决了双金属烧结的助熔剂问题，原料易于控制，保证了双金属烧结产品稳定性。
Description
技术领域
本发明属于双金属烧结的技术领域，具体的涉及一种用于双金属烧结的助熔剂及其制备方法。
背景技术
双金属烧结是解决液压泵、液压马达寿命的重要环节，烧结质量的稳定和提高是行业一大难题，尤其是球铁与铜合金材料的烧结更是企业核心技术，其中关键材料就是助熔剂；助熔剂可使双金属烧结在较低的温度进行，这样既可以保证双金属烧结结合面强度，又可以保证基体材料性能不受到影响。但是目前我国的助熔剂不能满足双金属烧结结合面及覆层质量要求，烧结后产品质量波动较大，时有覆层剥落、跷皮等现象，金相分析发现烧结后结合面出现夹杂、裂纹、气孔等各种缺陷以及覆层耐磨相偏析等现象影响产品结合强度和耐磨性。
发明内容
本发明的目的在于针对上述存在的缺陷而提供一种用于双金属烧结的助熔剂及其制备方法，所述用于双金属烧结的助熔剂从根本上解决了双金属烧结的助熔剂问题，原料易于控制，保证了双金属烧结产品稳定性。
本发明的技术方案为：一种用于双金属烧结的助熔剂，包括以下重量份的原料：松香粉25～30份；硫磺粉15～20份；硼砂30～35份；甘油25～30份。
所述用于双金属烧结的助熔剂，包括以下重量份的原料：松香粉25～28份；硫磺粉15～18份；硼砂32～35份；甘油25～28份。
所述用于双金属烧结的助熔剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：松香粉28份；硫磺粉15份；硼砂32份；甘油25份。
所述用于双金属烧结的助熔剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：松香粉25份；硫磺粉15份；硼砂35份；甘油25份。
所述用于双金属烧结的助熔剂的制备方法，包括以下步骤：
a.硼砂完全脱水：首先将硼砂倒入耐火容器内；然后将耐火容器放入电炉中，通电升温至
500～600℃，并保温；保温时间为1～2h/kg，保温至1～2h/kg后断电，将熔化后的硼砂随炉冷却至50～70℃后出炉空冷；
b.硼砂粉碎：使用粉碎机将步骤a脱水后的硼砂粉碎至200目，然后使用200目标准分样筛筛选粉碎后的硼砂；
c.硫磺和松香筛选：使用200目标准分样筛分别筛选硫磺粉和松香粉；
d.按照配方称量各组分；
e.混合：将称量后的硼砂、硫磺粉与松香粉混合均匀后加入甘油中，搅拌均匀后即可使用。
所述步骤a中耐火容器为坩埚。
所述步骤a中电炉为BTF-1000回火炉。
所述步骤b中粉碎机为CF-630实验室小型气流粉碎机。
所述步骤e中硼砂、硫磺与松香加入至小型V型混合机进行混合均匀。
本发明的有益效果为：本发明所述用于双金属烧结的助熔剂将松香粉、硫磺粉、硼砂和甘油进行组合复配在一起作为原料，只有将该四种原料共同组合在一起相互协同配合才能满足双金属烧结要求，采用该助熔剂烧结后产品的结合面剪切强度为200～260MPa；对烧结缸体以及与其配对的材料所形成的摩擦副进行了严格的整机试验验证（试验验证压力≥30MPa、转速2000r/min），经过2000小时的试验后，铜层未出现剥落现象，且未出现明显磨痕。
所述用于双金属烧结的助熔剂的制备方法中将硼砂完全脱水，如果硼砂中含有水分，在烧结过程中，结晶水脱出形成水蒸气，留在是烧结结合面，冷却后形成气孔等缺陷。该脱水工艺流程合理，操作简单，可有效脱出硼砂中的水分。
本发明所述用于双金属烧结的助熔剂从根本上解决了双金属烧结的助熔剂问题，原料易于控制，保证了双金属烧结产品稳定性。
附图说明
图1为实施例1中QT600-3缸体烧结结合面金相组织图（500X）。
图2为实施例2中40Cr缸体烧结结合面金相组织图（100X）。
图3为实施例2中40Cr缸体烧结结合面金相组织图（500X）。
图4为实施例3中42CrMo配流盘烧结结合面金相组织图（100X）。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不仅仅限定于这些实施例。
实施例1
所述用于双金属烧结的助熔剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：松香粉30份；硫磺粉15份；硼砂30份；甘油25份。
所述用于双金属烧结的助熔剂的制备方法，包括以下步骤：
a.硼砂完全脱水：首先将分析纯为99.5%的硼砂倒入坩埚内；然后将坩埚放入BTF-1000回火炉中，通电升温至500～600℃，并保温；保温时间为3～5h，保温至3～5h后断电，将熔化后的硼砂随炉冷却至50～70℃后出炉空冷；
b.硼砂粉碎：使用CF-630实验室小型气流粉碎机将步骤a脱水后的硼砂粉碎至200目，然后使用200目标准分样筛筛选粉碎后的硼砂；
c.硫磺和松香筛选：使用200目标准分样筛分别筛选硫磺粉和松香粉；
d.按照配方称量各组分；
e.混合：将称量后的硼砂、硫磺与松香加入至小型V型混合机进行混合均匀后加入甘油中，搅拌均匀后即可使用。
将实施例1所述助熔剂应用于QT600-3缸体与铅青铜的双金属烧结，具体使用步骤为：将助熔剂涂覆在QT600-3缸体烧结表面，涂覆厚度约为0.1～0.3mm，待助熔剂干燥后，在烧结面上放置铅青铜，将缸体放在连续加热炉的传送带上，调整适当炉温，走带速度，缸体便送入炉内，通过炉内加热区和冷却区后，即可得到所需的双金属缸体。
从图1中可以看出烧结结合面无缺陷，铜层中铅的偏析大小和分布良好。按照YS/T485检验烧结后QT600-3缸体双金属烧结结合面剪切强度为200～220MPa，满足液压泵缸体要求。
实施例2
所述用于双金属烧结的助熔剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：松香粉25份；硫磺粉15份；硼砂35份；甘油25份。
所述用于双金属烧结的助熔剂的制备方法，包括以下步骤：
a.硼砂完全脱水：首先将分析纯为99.5%的硼砂倒入坩埚内；然后将坩埚放入BTF-1000回火炉中，通电升温至500～600℃，并保温；保温时间为6～8h，保温至6～8h后断电，将熔化后的硼砂随炉冷却至50～70℃后出炉空冷；
b.硼砂粉碎：使用CF-630实验室小型气流粉碎机将步骤a脱水后的硼砂粉碎至200目，然后使用200目标准分样筛筛选粉碎后的硼砂；
c.硫磺和松香筛选：使用200目标准分样筛分别筛选硫磺粉和松香粉；
d.按照配方称量各组分；
e.混合：将称量后的硼砂、硫磺与松香加入至小型V型混合机进行混合均匀后加入甘油中，搅拌均匀后即可使用。
将实施例2所述助熔剂应用于40Cr缸体与铅青铜的双金属烧结，具体使用步骤为：将助熔剂涂覆在40Cr缸体烧结表面，涂覆厚度约为0.1～0.3mm，待助熔剂干燥后，在烧结面上放置铅青铜，将缸体放在连续加热炉的传送带上，调整适当炉温，走带速度，缸体便送入炉内，通过炉内加热区和冷却区后，即可得到所需的双金属缸体。
从图2、3中可以看出烧结结合面无缺陷，铜层中铅的偏析大小和分布良好。按照YS/T485检验烧结后40Cr缸体的剪切强度为240～260MPa，满足液压泵缸体要求。
实施例3
所述用于双金属烧结的助熔剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：松香粉28份；硫磺粉15份；硼砂32份；甘油25份。
所述用于双金属烧结的助熔剂的制备方法，包括以下步骤：
a.硼砂完全脱水：首先将分析纯为99.5%的硼砂倒入坩埚内；然后将坩埚放入BTF-1000回火炉中，通电升温至500～600℃，并保温；保温时间为3.5～6h，保温至3.5～6h后断电，将熔化后的硼砂随炉冷却至50～70℃后出炉空冷；
b.硼砂粉碎：使用CF-630实验室小型气流粉碎机将步骤a脱水后的硼砂粉碎至200目，然后使用200目标准分样筛筛选粉碎后的硼砂；
c.硫磺和松香筛选：使用200目标准分样筛分别筛选硫磺粉和松香粉；
d.按照配方称量各组分；
e.混合：将称量后的硼砂、硫磺与松香加入至小型V型混合机进行混合均匀后加入甘油中，搅拌均匀后即可使用。
将实施例3所述助熔剂应用于42CrMo配流盘与铅青铜的双金属烧结，具体使用步骤为：将助熔剂涂覆在42CrMo配流盘烧结基体表面，涂覆厚度约为0.1～0.3mm，待助熔剂干燥后，在烧结面上放置铅青铜，将缸体放在连续加热炉的传送带上，调整适当炉温，走带速度，缸体便送入炉内，通过炉内加热区和冷却区后，即可得到所需的双金属配流盘。
从图4中可以看出烧结结合面无缺陷，铜层中铅的偏析大小和分布良好。按照YS/T485检验烧结后42CrMo配流盘剪切强度为230-260MPa，满足配流盘要求。
除上述实施例外，本发明还可以适用于其他球墨铸铁或钢与铅青铜的双金属烧结。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于双金属烧结的助熔剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：松香粉25～30份；硫磺粉15～20份；硼砂30～35份；甘油25～30份。
2.根据权利要求1所述用于双金属烧结的助熔剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：松香粉25～28份；硫磺粉15～18份；硼砂32～35份；甘油25～28份。
3.根据权利要求1所述用于双金属烧结的助熔剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：松香粉28份；硫磺粉15份；硼砂32份；甘油25份。
4.根据权利要求1所述用于双金属烧结的助熔剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：松香粉25份；硫磺粉15份；硼砂35份；甘油25份。
5.一种权利要求1所述用于双金属烧结的助熔剂的制备方法，包括以下步骤：
a.硼砂完全脱水：首先将硼砂倒入耐火容器内；然后将耐火容器放入电炉中，通电升温至500～600℃，并保温；保温时间为1～2h/kg，保温至1～2h/kg后断电，将熔化后的硼砂随炉冷却至50～70℃后出炉空冷；
b.硼砂粉碎：使用粉碎机将步骤a脱水后的硼砂粉碎至200目，然后使用200目标准分样筛筛选粉碎后的硼砂；
c.硫磺和松香筛选：使用200目标准分样筛分别筛选硫磺粉和松香粉；
d.按照配方称量各组分；
e.混合：将称量后的硼砂、硫磺粉与松香粉混合均匀后加入甘油中，搅拌均匀后即可使用。
6.根据权利要求5所述所述用于双金属烧结的助熔剂的制备方法，其特征在于，所述步骤a中耐火容器为坩埚。
7.根据权利要求5所述所述用于双金属烧结的助熔剂的制备方法，其特征在于，所述步骤a中电炉为BTF-1000回火炉。
8.根据权利要求5所述所述用于双金属烧结的助熔剂的制备方法，其特征在于，所述步骤b中粉碎机为CF-630实验室小型气流粉碎机。
9.根据权利要求5所述所述用于双金属烧结的助熔剂的制备方法，其特征在于，所述步骤e中硼砂、硫磺粉与松香粉加入至小型V型混合机进行混合均匀。
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