CN106868404A - 一种旋梭新合金材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粉末冶金,具体涉及一种旋梭新合金材料,所述合金材料中包含如下重量份配比的成分:C:0.18%~0.24%,Ni:0.40%~0.70%,Mo:0.15%~0.25%,Cr:0.40%~0.59%,余量为铁。本发明通过改进现有旋梭生产配方及热处理方法,通过粉末冶金注射成型法生产具有高碳合金钢,该方法可获得耐磨表面,材料表面硬度可达HRc60~68,且内部碳化物组织均匀,提高了产品耐磨性能。
Description
技术领域
本发明涉及粉末冶金,具体涉及一种用于制造旋梭的新合金材料及其应用。
背景技术
旋梭是缝纫机的重要组成部份,目前的缝纫设备中,以锁式线迹缝合的缝纫机最为普遍,这些缝纫机大多数是采用旋梭,以其梭尖勾住线环,同时扩大线环,并引导线环环绕过梭心而构成锁式线迹的。内梭和外梭是旋梭的重要零部件,旋梭零部件体积较小,并且结构复杂,所以对制作精细化程度要求比较高。现有旋梭内梭、外梭一般采用铸造、锻造、冷挤压及车、铣机械加工方法制作,制作加工工序烦琐,工艺复杂(高达300多道工序),无法大规模生产,金属材料利用率低下,且产品性能一般,产品使用寿命低。目前,也有人采用金属注射成形法生产的旋梭零件,其主要是使用Fe2Ni材料,但采用Fe2Ni生产的金属注射成形产品,其热处理方式是淬火热处理,热处理后产品脆性大,容易在使用时断裂;机械加工生产的旋梭零件主要是使用20Cr材料,使用20Cr材料的机加工旋梭,其生产效率低下,一致性差,无法大规模、低成本生产,并且材料成分单一,无法添加Mo等元素提高材料的耐磨性。所以耐磨性差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的上述缺点,提供一种用于制造旋梭的新合金材料及其应用。本发明提供的新型合金材料适合批量加工,并且表面硬度高,耐磨性好。
本发明的方案是,一种旋梭新合金材料,所述合金材料中包含如下重量份配比的成分:
C:0.18%~0.24%,Ni:0.40%~0.70%,Mo:0.15%~0.25%, Cr:0.40%~0.59%,余量为铁。
优选地,合金成分及含量百分比如下:C:0.20%~0.22%,Ni:0.50%~0.60%,Mo:0.18%~0.22%, Cr:0.45%~0.55%,余量为铁。
更优选地,合金成分及含量百分比如下:C:0.21%,Ni:0.55%,Mo:0.20%, Cr:0.51%,余量为铁。
本发明还提供所述新型合金材料的应用,该应用包括以下步骤:
(1)将所述配比的各金属粉末混合、造粒;
(2)对造粒后的金属粉末混合物进行注射成型,注射温度160~220℃,压力60~120MPa,模温100~150℃,注射获得旋梭胚件;
(3)注射后对胚件进行脱脂,脱脂温度100~150℃,时间1~8小时,得脱脂件;
(4)脱脂后对产品进行烧结,烧结温度800~1500℃;烧结件进行校正机加工,即得旋梭产品。
优选地,还包括对所得旋梭产品的精加工步骤,其特征是,对步骤(4)所得旋梭产品进行整形、加工后进行热处理,热处理工艺为在850~880℃碳氮共渗1小时后淬火,油淬,180~200℃回火时间1小时得精加工产品。
优选地,步骤(2)注射成型时,注射温度为180~200℃,压力为80~100MPa。
优选地,步骤(2)注射成型时,模温为120℃。
优选地,脱脂温度为110℃。
优选地,脱脂时间为3~4小时。
优选地,步骤(4)脱脂后对产品烧结时,烧结温度1200~1400℃,烧结时间1~3小时。
本发明旋梭制备过程中采用的热处理方法,可以直接直接获得均匀的组织结构。避免了铸造法获得的材料粗大枝晶结构,脆性大的缺点;也避免了锻造法能耗大,成材率低,金属利用率低,且碳化物分布不均,易形成网状等结构,产品脆性大的缺点。
本发明采用渗碳、碳氮共渗等热处理方法进行金属注射成形旋梭产品的热处理,是产品表面硬度高,具有良好的耐磨性,中心硬度低,具有一定的韧性。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明,本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。各合金材料中,以下杂质的允许质量百分含量为:硫 S :允许残余含量≤0.035,磷 P :允许残余含量≤0.035,铜 Cu:允许残余含量≤0.3。
实施例1
一种旋梭新合金材料,所述合金材料中包含如下重量份配比的成分:
C:0.21%,Ni:0.55%,Mo:0.20%, Cr:0.51%,余量为铁。
上述原料制备旋梭,步骤如下:
(1)将所述配比的各金属粉末混合、造粒;
(2)对造粒后的金属粉末混合物进行注射成型,注射温度180~200℃,压力80~100MPa,模温110℃,注射获得旋梭胚件;
(3)注射后对胚件进行脱脂,脱脂温度110℃,时间3小时,得脱脂件;
(4)脱脂后对产品进行烧结,烧结温度1300℃;烧结件进行校正机加工,即得旋梭产品。
(5)对步骤(4)所得旋梭产品进行整形、加工后进行热处理,热处理工艺为在850~880℃碳氮共渗1小时后淬火,油淬,180~200℃回火时间1小时得精加工产品。
经测试,产品洛氏硬度为HRC 67,并且表面硬度高,中心硬度低,具有较好的韧性,与常规20Cr、20CrMo材料同等进行对比,性能提高85%。
与常用的旋梭FeCr材料比较,耐磨性提高2.7倍。
实施例2
一种旋梭新合金材料,所述合金材料中包含如下重量份配比的成分:C:0.20%,Ni:
0.60%,Mo:0.18%, Cr: 0.55%,余量为铁。
制备旋梭,步骤如下:
(1)将所述配比的各金属粉末混合、造粒;
(2)对造粒后的金属粉末混合物进行注射成型,注射温度200~220℃,压力90~100MPa,模温120℃,注射获得旋梭胚件;
(3)注射后对胚件进行脱脂,脱脂温度120℃,时间2小时,得脱脂件;
(4)脱脂后对产品进行烧结,烧结温度1200℃;烧结件进行校正机加工,即得旋梭产品。
(5)对步骤(4)所得旋梭产品进行整形加工后进行热处理,热处理工艺为在850~880℃碳氮共渗1小时后淬火,油淬,180~200℃回火时间1小时得精加工产品。
经测试,产品洛氏硬度为HRC 64,耐磨性与常规材料Fe2Ni比较,提高约2.4倍。
实施例3
一种旋梭新合金材料,所述合金材料中包含如下重量份配比的成分:C: 0.22%,Ni:0.50%,Mo: 0.22%, Cr:0.45%,余量为铁。
制备方法同实施例2。
经测试,产品洛氏硬度为HRC 63,与常规FeCrMo材料比较,耐磨性提高2.0倍。
实施例4
一种旋梭新合金材料,其特征是,所述合金材料中包含如下重量份配比的成分:C:0.18%,Ni: 0.70%,Mo: 0.25%, Cr:0.40%,余量为铁。
制备方法同实施例1。
为了达到更好效果,各实施例在进行本发明的制备方法之前,也可加入辅助粘接剂,粘接剂用量为金属粉末总质量的3%~15%,将各金属粉末更好地粘接起来,在脱脂和烧结时这些粘接剂在高温下会全部脱出去,粘接剂组分按重量百分比:石蜡20%~50%,高密度聚乙烯25%~45%,EVA树脂10%~35%,然后将金属粉末与粘接剂送入开炼机在165~200℃下混炼2~3小时;预处理后进行本发明的制备方法。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种旋梭新合金材料,其特征是,所述合金材料中包含如下重量份配比的成分:C:0.18%~0.24%,Ni:0.40%~0.70%,Mo:0.15%~0.25%, Cr:0.40%~0.59%,余量为铁。
2.根据权利要求1所述旋梭新合金材料,其特征是,合金成分及含量百分比如下:C:0.20%~0.22%,Ni:0.50%~0.60%,Mo:0.18%~0.22%, Cr:0.45%~0.55%,余量为铁。
3.根据权利要求2所述旋梭新合金材料,其特征是,合金成分及含量百分比如下:C:0.21%,Ni:0.55%,Mo:0.20%, Cr:0.51%,余量为铁。
4.权利要求1、2或者3所述旋梭新合金材料的应用,其特征是,将该合金材料用于制备旋梭,包括以下步骤:
(1)将所述配比的各金属粉末混合、造粒;
(2)对造粒后的金属粉末混合物进行注射成型,注射温度160~220℃,压力60~120MPa,模温100~150℃,注射获得旋梭胚件;
(3)注射后对胚件进行脱脂,脱脂温度100~150℃,时间1~8小时,得脱脂件;
(4)脱脂后对产品进行烧结,烧结温度800~1500℃;烧结件进行校正机加工,即得旋梭产品。
5.根据权利要求4所述的应用,其特征是,还包括对所得旋梭产品的精加工步骤,其特征是,对步骤(4)所得旋梭产品进行整形、加工后进行热处理,热处理工艺为在850~880℃碳氮共渗1小时后淬火,油淬,180~200℃回火时间1小时得精加工产品。
6.根据权利要求4所述的应用,其特征是,步骤(2)注射成型时,注射温度为180~200℃,压力为80~100MPa。
7.根据权利要求4所述的应用,其特征是,步骤(2)注射成型时,模温为120℃。
8.根据权利要求4所述的应用,其特征是,步骤(3)对胚件进行脱脂时,脱脂温度为110℃。
9.根据权利要求4所述的应用,其特征是,步骤(3)对胚件进行脱脂时,脱脂时间为3~4小时。
10.根据权利要求4所述的应用,其特征是,步骤(4)脱脂后对产品烧结时,烧结温度1200~1400℃,烧结时间1~3小时。
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