CN108526456B - 一种粉末冶金材料处理方法 - Google Patents

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    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper

Abstract

本发明公开了一种粉末冶金材料处理方法，其原料粉组成包括：石墨粉、铜粉，其余为铁粉。铜粉的重量为铁粉的1.5～2.5％，石墨粉的重量为铁粉的0.5～1％，取一定量铁粉后在铁粉中倒入铁粉重量的3～4％的硼酸乙醇溶液，所述的硼酸乙醇溶液浓度为0.8～1.2％，第一次混合后，真空低温干燥除去乙醇，干燥后预处理粉加所述比例的铜粉和石墨粉，进行第二次混合。本发明将铁粉经过硼酸乙醇处理后，降低了铁粉颗粒界面熔点，大幅强化了烧结颈的形成，产品强度增加，特别是冲击强度增加，得到一种烧结之后与烧结之前产品变化率为零的材料。

Description

一种粉末冶金材料处理方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金领域，尤其涉及一种粉末冶金材料处理方法。
背景技术
粉末冶金中，烧结体在烧结过程中产生膨胀的原因是：一是由于压坯在低温升温阶段，随着温度的升高压坯在内应力消除过程中膨胀，当成形压力过大或压坯密度过高时这种膨胀现象就更加明显，当烧结体高温烧结后的收缩量小于内应力消除所产生的膨胀量时，宏观上就体现了烧结过程的膨胀。二是在有铜参加的烧结过程中，当烧结温度高于1083℃后，铜溶解形成液相迅速包裹铁粉颗粒并溶入到铁中形成固溶体；铜的溶入使铁产生晶格畸变和胀大，而原来铜粉颗粒所占的位置却变成了孔洞，导致了铁铜合金总的体积发生膨胀。三是由于部分合金元素氧化后在粉末表面形成氧化薄膜，破坏了铁粉颗粒间的金属接触，从而阻碍了烧结的进行，在压坯消除内应力膨胀的影响下整体呈现膨胀。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术所存在的问题，提供一种粉末冶金材料处理方法，获得烧结之后与烧结之前产品变化率为零的粉末冶金材料。
为了实现上述发明的目的，本发明一种粉末冶金材料处理方法采用的技术方案是：
一种粉末冶金材料处理方法，包括石墨粉和铜粉，其余为铁粉，铜粉的重量为铁粉的1.5～2.5％，石墨粉的重量为铁粉的0.5～1％，取一定量铁粉后在铁粉中倒入铁粉重量的3～4％的硼酸乙醇溶液，所述的硼酸乙醇溶液浓度为0.8～1.2％，第一次混合后，真空低温干燥除去乙醇，干燥后加入所述比例的铜粉和石墨粉，进行第二次混合。所述硼酸乙醇为粉末冶金配方的处理剂，加入铜粉和石墨粉，材料变化率为零。
所述铁粉为100目。所述100目铁粉为0.150mm规格，铁粉足够的细，与硼酸乙醇获得了充分反应。
所述硼酸乙醇溶液浓度为0.8％。所述硼酸乙醇溶液浓度0.8％，达到化学反应效果的最低浓度。
所述硼酸乙醇溶液浓度为1.1％。
所述铜粉重量为铁粉的2.0％，石墨粉重量为铁粉的0.8％。
所述第一次混合25min。第一次混合25min，根据的是化学反应的速率，达到第一次充分化学反应的要求，保证了化学反应的效果。
所述第二次混合30min。第二次混合30min达到第二次充分化学反应的要求，保证了化学反应的效果。
所述Cu加入2.0％，C加入0.8％。所述Cu和C的添加量，根据化学反应中的重量比，保证了材料烧结前后变化率为零。
所述第一次混合和第二次混合均采用双锥混合。所述双锥混合为最佳混合效果的混合方式。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：铁粉经过硼酸乙醇处理后，降低了铁粉颗粒界面熔点，大幅强化了烧结颈的成型，强度特别是冲击强度增加，烧结之后与烧结之前产品变化率为零。
附图说明
图1为一种粉末冶金材料处理方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1所示，一种粉末冶金材料处理方法，包括石墨粉和铜粉，其余为铁粉，铜粉的重量为铁粉的1.5～2.5％，石墨粉的重量为铁粉的0.5～1％，取一定量铁粉后在铁粉中倒入铁粉重量的3～4％的硼酸乙醇溶液，所述的硼酸乙醇溶液浓度为0.8～1.2％，第一次双锥混合25min后，真空低温干燥除去乙醇，干燥后预处理粉加所述比例的铜粉和石墨粉，进行第二次双锥混合30min。铁粉经过硼酸乙醇处理后，颗粒表面氧化膜被硼酸除去部分，生成硼酸亚铁与部分氧化硼。颗粒表面的微量硼酸亚铁与部分氧化硼在1120度烧结过程中，降低了铁粉颗粒界面熔点，大幅强化了烧结颈的形成，使产品冲击强度增加。铜粉融化后渗入铁粉晶格中，收缩与膨胀相互中和，得到一种烧结之后与烧结之前产品变化率为零的材料。
实施例1
一种粉末冶金材料处理方法，包括石墨粉和铜粉，其余为铁粉，铜粉的重量为铁粉的1.5％，石墨粉的重量为铁粉的0.5％，取一定量铁粉后在铁粉中倒入铁粉重量的3％的硼酸乙醇溶液，所述的硼酸乙醇溶液浓度为0.8％、0.9％、1％或者1.2％，第一次双锥混合25min后，真空低温干燥除去乙醇，干燥后预处理粉加所述比例的铜粉和石墨粉，进行第二次双锥混合30min。
实施例2
一种粉末冶金材料处理方法，包括石墨粉和铜粉，其余为铁粉，铜粉的重量为铁粉的2.5％，石墨粉的重量为铁粉的1％，取一定量铁粉后在铁粉中倒入铁粉重量的4％的硼酸乙醇溶液，所述的硼酸乙醇溶液浓度为0.8％、0.9％、1％或者1.2％，第一次双锥混合25min后，真空低温干燥除去乙醇，干燥后预处理粉加所述比例的铜粉和石墨粉，进行第二次双锥混合30min。
实施例3
一种粉末冶金材料处理方法，包括石墨粉和铜粉，其余为铁粉，铜粉的重量为铁粉的2％，石墨粉的重量为铁粉的0.8％，取一定量铁粉后在铁粉中倒入铁粉重量的3.5％的硼酸乙醇溶液，所述的硼酸乙醇溶液浓度为0.8％、0.9％、1％或者1.2％，第一次双锥混合25min后，真空低温干燥除去乙醇，干燥后预处理粉加所述比例的铜粉和石墨粉，进行第二次双锥混合30min。
实施例4
一种粉末冶金材料处理方法，包括石墨粉和铜粉，其余为铁粉，铜粉的重量为铁粉的1.5％、2％或者2.5％，石墨粉的重量为铁粉的0.5％、0.7％或者1％，取一定量铁粉后在铁粉中倒入铁粉重量的3～4％的硼酸乙醇溶液，所述的硼酸乙醇溶液浓度为0.8～1.2％，第一次双锥混合25min后，真空低温干燥除去乙醇，干燥后预处理粉加所述比例的铜粉和石墨粉，进行第二次双锥混合30min。
根据实际需要，本发明所述粉末冶金材料处理方法在上述的范围还可以包含更多的实施例，本发明并不限于上述具体的实施例。
本发明将铁粉经过硼酸乙醇处理后，降低了铁粉颗粒界面熔点，大幅强化了烧结颈的形成，产品强度增加，特别是冲击强度增加，，铜粉融化后渗入铁粉晶格中避免了产品的收缩和膨胀，得到一种烧结之后与烧结之前产品变化率为零的材料。

Claims (4)

1.一种粉末冶金材料处理方法，粉末冶金材料包括石墨粉和铜粉，其余为铁粉，其特征在于：所述铁粉为100目的铁粉，铜粉的重量为铁粉的2％，石墨粉的重量为铁粉的0.8％，取一定量铁粉后在铁粉中倒入铁粉重量的3～4％的硼酸乙醇溶液，所述的硼酸乙醇溶液浓度为0.8～1.2％，第一次混合后，真空低温干燥除去乙醇，干燥后加入所述比例的铜粉和石墨粉，进行第二次混合；所述第一次混合25min，所述第二次混合30min。
2.根据权利要求1所述一种粉末冶金材料处理方法，其特征在于：所述硼酸乙醇溶液浓度为0.8％。
3.根据权利要求1所述一种粉末冶金材料处理方法，其特征在于：所述硼酸乙醇溶液浓度为1.1％。
4.根据权利要求1所述一种粉末冶金材料处理方法，其特征在于：所述第一次混合和第二次混合均采用双锥混合。
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