CN106111971A - 粉末冶金汽车轴及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种粉末冶金汽车轴，本发明由下列重量份的原料组成：84‑92份铁粉、1.6‑1.9份铬粉、1.2‑1.4份钼粉、0.9‑1.2份锰粉、1.2‑1.4份铜粉、2.4‑2.8份镍粉、1.9‑2.2份石墨、2‑4份氧化钨、3‑5份钴粉、3‑5份添加剂。本发明中的粉末冶金汽车轴具有强度大，韧性好，抗拉能力强的优点。

Description

粉末冶金汽车轴及其制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种粉末冶金汽车轴及其制备方法。
背景技术
粉末冶金技术制取金属粉末或利用金属粉末或非金属粉末作为原料，经过成型和烧结来制备工业制品的技术，由于其高效、无切削加工、节材、节能、环保而被广泛使用于各种行业。粉末冶金结构件制品材料成分不受熔炼限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它结构组分，并且看根据需求在一定的范围内调整成分，从而在力学性能上能达到所需的效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种粉末冶金汽车轴及其制备方法。
本发明提出的一种粉末冶金汽车轴，由下列重量份的原料组成：84-92份铁粉、1.6-1.9份铬粉、1.2-1.4份钼粉、0.9-1.2份锰粉、1.2-1.4份铜粉、2.4-2.8份镍粉、1.9-2.2份石墨、2-4份氧化钨、3-5份钴粉、3-5份添加剂。
作为优选，粉末冶金汽车轴由下列重量份的原料组成：92份铁粉、1.8份铬粉、1.2份钼粉、0.9份锰粉、1.4份铜粉、2.5份镍粉、2.1份石墨、4份氧化钨、3份钴粉、5份添加剂。
更优的，所述添加剂由下列重量份的原料组成：4-8份聚乙烯蜡、8-10份硬脂酸锌、12-15份微晶蜡、12-15份异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯钛酸酯、3-6份硅烷偶联剂KH-858、5-8份偏磷酸钠、5-8份五氧化二钒。
本发明还公开了上述粉末冶金汽车轴的制备方法，包括以下步骤：
一、 将聚乙烯蜡、硬脂酸锌、微晶蜡、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯钛酸酯、硅烷偶联剂KH-858、偏磷酸钠、五氧化二钒混合后研磨均匀制成添加剂，将铁粉、铬粉、钼粉、锰粉、铜粉、镍粉、氧化钨、钴粉放入球磨机中使用刚玉球球磨至325目-200目制成混合料；
二、将步骤一中制成的添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀，随后放入模具进行模压成型得到毛坯件，模压压力为450-600MPa；
三、将步骤二得到的毛坯件在氮气气氛下进行热处理，先以5-8℃/分钟速率升温到450-520℃下烧结2-2.5小时，随后以10-15℃/分钟速率升温到1150-1180℃下烧结1.5-2小时，随后冷却取出。
优选的，所述步骤二中添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀时，使用超声波进行处理，超声波功率为900-1200W，频率20KHz-30KHz，处理时间30-60分钟。
本发明配方，通过不同组成的金属粉末成分和添加剂的相互配合，经超声波破碎混匀处理后进行烧结，从而使合金粉末分散均匀，从而提高产品的致密程度和承压力，使制成的成品结构强度、硬度、抗拉和抗压强度均较优良。
具体实施方式
以下具体实施例对本发明作进一步的详细描述：
实施例1
本发明中粉末冶金汽车轴，由下列重量份的原料组成：92份铁粉、1.8份铬粉、1.2份钼粉、0.9份锰粉、1.4份铜粉、2.5份镍粉、2.1份石墨、4份氧化钨、3份钴粉、5份添加剂。
其中所述添加剂由下列重量份的原料组成：4份聚乙烯蜡、8份硬脂酸锌、14份微晶蜡、15份异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯钛酸酯、5份硅烷偶联剂KH-858、8份偏磷酸钠、6份五氧化二钒。
上述粉末冶金汽车轴的制备方法，包括以下步骤：
一、 将聚乙烯蜡、硬脂酸锌、微晶蜡、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯钛酸酯、硅烷偶联剂KH-858、偏磷酸钠、五氧化二钒混合后研磨均匀制成添加剂，将铁粉、铬粉、钼粉、锰粉、铜粉、镍粉、氧化钨、钴粉放入球磨机中使用刚玉球球磨至200目制成混合料；
二、将步骤一中制成的添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀，随后放入模具进行模压成型得到毛坯件，模压压力为500MPa；
三、将步骤二得到的毛坯件在氮气气氛下进行热处理，先以6℃/分钟速率升温到460℃下烧结2小时，随后以10℃/分钟速率升温到1160℃下烧结1.5小时，随后冷却取出。
实施例2
本发明中粉末冶金汽车轴，由下列重量份的原料组成：84份铁粉、1.9份铬粉、1.4份钼粉、1.2份锰粉、1.4份铜粉、2.8份镍粉、2.1份石墨、3份氧化钨、5份钴粉、5份添加剂。
其中所述添加剂由下列重量份的原料组成：8份聚乙烯蜡、9份硬脂酸锌、12份微晶蜡、15份异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯钛酸酯、6份硅烷偶联剂KH-858、8份偏磷酸钠、6份五氧化二钒。
上述粉末冶金汽车轴的制备方法，包括以下步骤：
一、 将聚乙烯蜡、硬脂酸锌、微晶蜡、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯钛酸酯、硅烷偶联剂KH-858、偏磷酸钠、五氧化二钒混合后研磨均匀制成添加剂，将铁粉、铬粉、钼粉、锰粉、铜粉、镍粉、氧化钨、钴粉放入球磨机中使用刚玉球球磨至200目制成混合料；
二、将步骤一中制成的添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀，随后放入模具进行模压成型得到毛坯件，模压压力为450MPa；
三、将步骤二得到的毛坯件在氮气气氛下进行热处理，先以8℃/分钟速率升温到480℃下烧结2小时，随后以15℃/分钟速率升温到1150℃下烧结2小时，随后冷却取出。
实施例3
本发明中粉末冶金汽车轴，由下列重量份的原料组成：88份铁粉、1.8份铬粉、1.8份钼粉、1.2份锰粉、1.4份铜粉、2.5份镍粉、2.1份石墨、4份氧化钨、4份钴粉、4份添加剂。
其中所述添加剂由下列重量份的原料组成：4份聚乙烯蜡、8份硬脂酸锌、15份微晶蜡、12份异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯钛酸酯、3份硅烷偶联剂KH-858、5份偏磷酸钠、8份五氧化二钒。
上述粉末冶金汽车轴的制备方法，包括以下步骤：
一、 将聚乙烯蜡、硬脂酸锌、微晶蜡、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯钛酸酯、硅烷偶联剂KH-858、偏磷酸钠、五氧化二钒混合后研磨均匀制成添加剂，将铁粉、铬粉、钼粉、锰粉、铜粉、镍粉、氧化钨、钴粉放入球磨机中使用刚玉球球磨至325目目制成混合料；
二、将步骤一中制成的添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀，同时使用超声波进行处理，超声波功率为1200W，频率20KHz，处理时间30分钟，随后放入模具进行模压成型得到毛坯件，模压压力为540MPa；
三、将步骤二得到的毛坯件在氮气气氛下进行热处理，先以6℃/分钟速率升温到480℃下烧结2.5小时，随后以12℃/分钟速率升温到1180℃下烧结1.5小时，随后冷却取出。
实施例4
本发明中粉末冶金汽车轴，由下列重量份的原料组成：90份铁粉、1.6份铬粉、1.2份钼粉、1份锰粉、1.3份铜粉、2.6份镍粉、1.9份石墨、3份氧化钨、5份钴粉、5份添加剂。
其中所述添加剂由下列重量份的原料组成：8份聚乙烯蜡、10份硬脂酸锌、12份微晶蜡、15份异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯钛酸酯、4份硅烷偶联剂KH-858、6份偏磷酸钠、6份五氧化二钒。
上述粉末冶金汽车轴的制备方法，包括以下步骤：
一、 将聚乙烯蜡、硬脂酸锌、微晶蜡、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯钛酸酯、硅烷偶联剂KH-858、偏磷酸钠、五氧化二钒混合后研磨均匀制成添加剂，将铁粉、铬粉、钼粉、锰粉、铜粉、镍粉、氧化钨、钴粉放入球磨机中使用刚玉球球磨至325目目制成混合料；
二、将步骤一中制成的添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀，同时使用超声波进行处理，超声波功率为900W，频率30KHz，处理时间60分钟，随后放入模具进行模压成型得到毛坯件，模压压力为600MPa；
三、将步骤二得到的毛坯件在氮气气氛下进行热处理，先以8℃/分钟速率升温到520℃下烧结2小时，随后以15℃/分钟速率升温到1180℃下烧结1.5小时，随后冷却取出。
对上述实施例1、实施例2、实施例3、实施例4中的产品进行检测，性能如下表所示：
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
硬度 57HRC 62HRC 60HRC 59HRC
抗拉强度 1242MP 1254MP 1260MP 1258MP
致密度 97.4% 97.5% 98.6% 98.8%
由上表可知，本发明中粉末冶金汽车轴的硬度在55HRC以上，且其抗压强度可达1240MP以上，致密度97%以上，制作的汽车用轴具有良好的韧性和强度，能够满足使用的需要。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种粉末冶金汽车轴，其特征在于，由下列重量份的原料组成：84-92份铁粉、1.6-1.9份铬粉、1.2-1.4份钼粉、0.9-1.2份锰粉、1.2-1.4份铜粉、2.4-2.8份镍粉、1.9-2.2份石墨、2-4份氧化钨、3-5份钴粉、3-5份添加剂。
2.根据权利要求1所述的粉末冶金汽车轴，其特征在于，由下列重量份的原料组成：92份铁粉、1.8份铬粉、1.2份钼粉、0.9份锰粉、1.4份铜粉、2.5份镍粉、2.1份石墨、4份氧化钨、3份钴粉、5份添加剂。
3.根据权利要求2所述的粉末冶金汽车轴，其特征在于，所述添加剂由下列重量份的原料组成：4-8份聚乙烯蜡、8-10份硬脂酸锌、12-15份微晶蜡、12-15份异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯钛酸酯、3-6份硅烷偶联剂KH-858、5-8份偏磷酸钠、5-8份五氧化二钒。
4.权利要求1-3中任一项所述的粉末冶金汽车轴的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、 将聚乙烯蜡、硬脂酸锌、微晶蜡、异丙基二油酸酰氧基（二辛基磷酸酰氧基）钛酸酯钛酸酯、硅烷偶联剂KH-858、偏磷酸钠、五氧化二钒混合后研磨均匀制成添加剂，将铁粉、铬粉、钼粉、锰粉、铜粉、镍粉、氧化钨、钴粉放入球磨机中使用刚玉球球磨至325目-200目制成混合料；
二、将步骤一中制成的添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀，随后放入模具进行模压成型得到毛坯件，模压压力为450-600MPa；
三、将步骤二得到的毛坯件在氮气气氛下进行热处理，先以5-8℃/分钟速率升温到450-520℃下烧结2-2.5小时，随后以10-15℃/分钟速率升温到1150-1180℃下烧结1.5-2小时，随后冷却取出。
5.根据权利要求4所述的粉末冶金汽车轴的制备方法，其特征在于：所述步骤二中添加剂、混合料和石墨放入搅拌机中混合均匀时，使用超声波进行处理，超声波功率为900-1200W，频率20KHz-30KHz，处理时间30-60分钟。
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