CN108097973A - 一种粉末烧结材料制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种粉末烧结材料制备方法，包括以下步骤：按照配方要求分别称取基体和表层原材料；把基体和表层原材料分别各原材料加入混料机中充分混合，得到基体混合料和表层混合料；先压制基体生坯，再压制表层生坯；分别把基体生坯、表层生坯依次放入成型模具中压制成压坯；把压坯放入烧结炉中进行烧结，得到粉末烧结材料。本发明的成型过程，分为预压成型和再压成型。使用较低的预压力在预成型模具中压制基体生坯和表层生坯，预压压制时，粉末会发生流动，会使生坯表面变的平整，压制成厚度均匀的生坯；再使用较高的压力压制成压坯，由于再压压力大于预压压力，再压时，复层材料能够被充分压实，不会在复层材料生坯内部留下缺陷。

Description

一种粉末烧结材料制备方法
技术领域
本发明属于粉末烧结材料制备方法，尤其是涉及一种粉末冶金复层材料制备方法。
背景技术
粉末冶金技术是一种具有节材、节能、低成本、可大批量模压成形出具有近终形状和尺寸精度的零件等特点的技术，其产品在机械、航空、特别是汽车、摩托车和家电行业中得到了广泛应用，使用粉末冶金技术制备的材料，叫做粉末冶金材料或粉末烧结材料。随着社会的进步和粉末冶金制品企业之间竞争的加剧，对产品性能的要求要来越高；在一些对性能要求较高的场合，单层(整体)粉末冶金材料已经不能满足应用的需求，于是就产生了复层粉末烧结材料。
在现有技术中，复层材料成型过程一般为两种，第一种为：先压基体生坯，然后把表层混合料，填充到模具型腔内，再次压制。这样第一次压制，基体表面已经形成并固化，表层混合料再次压制时，就会造成结合面结合力不足，可能会形成层与层之间的分离。另一种为：先把基体混合料填充到模具型腔，然后把表层混合料填充到模具型腔，之后一次压制成型；这样，两次填充混合料，由于混合料的铺粉层厚度很难控制的均匀，就会造成层与层之间的结合面不规则或不平整。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粉末烧结材料制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种粉末烧结材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)称取原料；(2)混料过程；(3)预压成型；(4)再压成型；(5)高温烧结；
所述步骤(3)预压成型：先把基体混合料，放入预成型模具中压制，预压力为380-500MPa，压制基体生坯；再把表层混合料，放入预成型模具中压制，预压力为380-500MPa，压制表层生坯；
所述步骤(4)再压成型：分别把基体生坯、表层生坯依次放入成型模具中压制成压坯，再压压力为500-700MPa；再压压力与预压力的差值不小于100MPa，不大于200MPa；生坯和成型模具型腔具有0.1mm-1.2mm的单边间隙。
进一步方案，所述步骤(1)称取原料：按照配方要求分别称取基体和表层原材料；
所述步骤(2)混料过程：把基体和表层原材料分别加入混料机中，充分混合后取出，得到基体混合料和表层混合料；
所述步骤(5)高温烧结：把压坯放入烧结炉中进行烧结，得到粉末烧结材料。
进一步方案，所述步骤(5)中烧结温度为1100℃，烧结时间为30min。
本发明的另一个目的在于提供一种粉末烧结齿轮泵侧板制备方法，使用上述的粉末烧结材料制备方法，还包括真空浸油、机械加工。
进一步方案，所述的机械加工包括车加工、磨加工、铣加工。
与现有技术相比，本申请有益效果体现在：
本申请的成型过程，分为预压成型和再压成型。预压成型，是使用较低的预压力，预压力为380-500MPa，在预成型模具中压制基体生坯和表层生坯。预压成型，压制时，粉末会发生流动，会使生坯表面变的平整，压制成厚度均匀的生坯。再压成型，是把基体生坯、表层生坯依次放入成型模具中，使用较高的压力压制成压坯，再压压力为500-700MPa。由于生坯和成型模具型腔存在0.1mm-1.2mm的单边间隙，因此在再压成型时，基体生坯和表层生坯会被压溃，生坯压溃时，基体生坯和表层生坯就会形成裂纹，结合面发生一些错位，这些错位使结合面有一些重叠，可以增加结合面的结合强度，又由于再压压力大于预压压力，再压时，复层材料能够被充分压实，不会在复层材料生坯内部留下缺陷。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
(1)称取原料：按照配方要求分别称取基体和表层原材料；基体原材料配比为：铜粉2％、石墨0.8％、锭子油0.08％、硬脂酸锌0.7％、余量为雾化铁粉；表层原材料配比为：铜粉2％、石墨0.8％、钼0.5％、镍2.0％、锭子油0.08％、硬脂酸锌0.7％、余量为雾化铁粉；
(2)混料过程：把基体和表层原材料分别加入混料机中，充分混合后取出，得到基体混合料和表层混合料；
(3)预压成型：先把基体混合料，放入预成型模具中压制，预压力为380MPa，压制基体生坯；再把表层混合料，放入预成型模具中压制，预压力为380MPa，压制表层生坯；基体厚度5mm，表层厚度2.5mm；
(4)再压成型：分别把基体生坯、表层生坯依次放入成型模具中压制成压坯，再压压力为500MPa；生坯和成型模具型腔具有0.1mm的单边间隙；
(5)高温烧结：把压坯放入烧结炉中1100℃进行烧结，烧结时间30min。
实施例2
本实施例与实施例1不同的是：基体预压力为450MPa；表层预压力为450MPa，再压压力为550MPa；生坯和成型模具型腔具有0.8mm的单边间隙。
实施例3
本实施例与实施例1不同的是：基体预压力为500MPa；表层预压力为500MPa，再压压力为700MPa；生坯和成型模具型腔具有1.2mm的单边间隙。
对比例1
使用混合料成分同实施例2，先压基体生坯，压制压力550MPa，然后把表层混合料，填充到模具型腔内，再次压制，压制压力550MPa。
对比例2
使用混合料成分同实施例2，先把基体混合料填充到模具型腔，然后把表层混合料填充到模具型腔，之后一次压制成型，压制压力550MPa。
实施例1-3和对比例1-2，结合层强度测试均采用标准YS/T 485-2005《烧结双金属材料剪切强度的测定方法》，每个实施例制备6个试样，试验后取平均值，按照四舍五入保留三维有效数字，试验结果见表1。从测试结果看，使用本申请所述的制备方法制备的粉末烧结材料，结合层强度较高，结合层厚度均匀，层与层之间的结合良好。
表1 粉末烧结材料检测结果
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种粉末烧结材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）称取原料；（2）混料过程；（3）预压成型；（4）再压成型；（5）高温烧结；
所述步骤（3）预压成型：先把基体混合料，放入预成型模具中压制，预压力为380-500MPa，压制基体生坯；再把表层混合料，放入预成型模具中压制，预压力为380-500MPa，压制表层生坯；
所述步骤（4）再压成型：分别把基体生坯、表层生坯依次放入成型模具中压制成压坯，再压压力为500-700MPa；再压压力与预压力的差值不小于100MPa，不大于200MPa；生坯和成型模具型腔具有0.1mm-1.2mm的单边间隙。
2.根据权利要求1所述的粉末烧结材料制备方法，其特征在于：
所述步骤（1）称取原料：按照配方要求分别称取基体和表层原材料；
所述步骤（2）混料过程：把基体和表层原材料分别加入混料机中，充分混合后取出，得到基体混合料和表层混合料；
所述步骤（5）高温烧结：把压坯放入烧结炉中进行烧结，得到粉末烧结材料。
3.根据权利要求2所述的粉末烧结材料制备方法，其特征在于：所述步骤（5）中烧结温度为1100℃，烧结时间为30min。
4.一种粉末烧结齿轮泵侧板制备方法，其特征在于：使用权利要求1-3任一项所述的粉末烧结材料制备方法，还包括真空浸油、机械加工。
5.根据权利要求4所述的粉末烧结齿轮泵侧板制备方法，其特征在于：所述的机械加工包括车加工、磨加工、铣加工。
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