CN108526471B - 一种铁基粉末冶金摩擦轮的制备方法 - Google Patents

一种铁基粉末冶金摩擦轮的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铁基粉末冶金摩擦轮的制备方法，采用铁粉末软磁材料制成坯料A1和A2，将坯料A1和A2在氨分解和液氮混合气体保护气氛下进入连续烧结炉烧结，用FWCuSn6Zn6Pb3‑Ⅲ锡青铜粉末制成坯料A3，将A1，A2和A3连接在一起形成组合件C，将组合零件C放入氢气烧结炉中进行烧结，冷却后出炉，对烧结后的零件C半圆内孔进行精整形处理，将橡胶圈粘结在零件C的环形槽内得到成品。由于用不同气氛保护，二次烧结，锡青铜环和摩擦轮软磁基体材料烧结结合紧密，消除了机加工镶嵌铜环摩擦轮使用中铜环脱落等现象，达到了制备方法简单，节约材料，生产效率高等特点。

Description

一种铁基粉末冶金摩擦轮的制备方法
技术领域
本发明涉及粉末冶金材料制备领域，具体涉及一种铁基粉末冶金摩擦轮的制备方法。
背景技术
该摩擦轮主要应用在电动窗帘控制系统中。目前，摩擦轮生产工艺多采用电工纯铁DT4材料或原料纯铁YT3等坯料，通过机械加工并经过后续的一些处理制成最终的成品零件。该生产工艺方法工序多、材料损耗大、成本高、生产效率低。采用铁基粉末冶金软磁材料及生产技术工艺制造的摩擦轮，产品精度高、磁感应强度高、矫顽力低、电磁性能稳定，生产效率也大幅提高。
发明目的
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种铁基粉末冶金摩擦轮的制备方法。采用铁粉末软磁材料和FWCuSn6Zn6Pb3-Ⅲ锡青铜粉末材料，并使用模具和零件分次成型，该技术工艺方法易于操作，节能节材、降低了成本，提高了生产效率。制备出的零件尺寸精度高，磁性能稳定，适宜于批量化生产。
发明内容
一种铁基粉末冶金摩擦轮的制备工艺方法，包括以下步骤
步骤一：采用-100目的铁粉末软磁材料，添加占总质量0.4-0.6％的成形剂，在V型混料机中经充分混合均匀，粉料松装密度控制在2.6-2.8g/cm3，
步骤二：采用FWCuSn6Zn6Pb3-Ⅲ锡青铜粉末，添加占总质量锌0.5-0.7％的成形剂，在V型混料机中经充分混合均匀得到粉末材料，材料松装密度控制在3.5-4.4g/cm3，
步骤三：将步骤一中的粉末材料装入模具阴模型腔中，在单位压制压力5-7T/cm2的条件下进行压制成形，制成坯料A1和A2，压坯料密度控制在6.4-6.6g/cm3，
步骤四：将坯料A1和A2在氨分解气体和液氮混合气体保护气氛下进入连续烧结炉烧结，坯料先进入预烧结区，预烧结温度600-750℃，保温时间30-40分钟，然后进入高温烧结区，烧结温度1050-1070℃，保温时间60-80分钟，冷却后出炉，
步骤五：将烧结后的A1放在A2下方进行拼装，拼装后在型腔内装入步骤二中粉末材料，在单位压制压力4-6T/cm2的条件下进行压制成形，制成坯料A3，A3密度控制在7.0-7.3g/cm3，A3将A1和A2连接在一起形成组合件C，
步骤六：将组合零件C放入氢气烧结炉中先进行预烧结，温度380-420℃，保温时间20-30分钟，再进行烧结，温度760-810℃，保温时间40-60分钟，冷却后出炉，
步骤七：对烧结后的零件C半圆内孔1进行精整形处理，整形量单边0.02mm，整形后内孔精度控制在0-0.05mm范围内，
步骤八：将橡胶圈粘结在零件C的环形槽2内，表面修平整，制成最终成品零件。
所述步骤一和步骤二中的成型剂为硬脂酸锌。
所述步骤一中的铁粉末软磁材料的Fe纯度含量控制在98.5-99.5％之间。
所述步骤四中氨分解气体和液氮混合气体的百分比为液氮气体40％，氨分解气体60％。
所述步骤六中氢气纯度在99.9％以上。
有益效果
由于用不同气氛保护，二次烧结，锡青铜环和摩擦轮软磁基体材料烧结结合紧密，消除了机加工镶嵌铜环摩擦轮使用中铜环脱落等现象，采用本发明的粉末冶金材料及粉末冶金技术工艺制造出的摩擦轮，工艺制备方法简单，比机加工件节约材料30％以上，生产效率提高20％以上。粉末冶金摩擦轮隔磁、加磁、去磁效果好，磁性能稳定。摩擦轮中心半圆孔，直接由模具一次成形，再通过精整形保证最终孔的精度，省去了机械加工的繁琐工序，特别适合批量化生产。
附图说明
图1为零件A1结构示意图。
图2为零件A2结构示意图。
图3为铁基粉末冶金摩擦轮结构示意图。
其中：1-半圆内孔，2-环形槽。
具体实施方式
实施例1
步骤一：采用Fe纯度含量在98.5％的-100目的铁粉末软磁材料，添加占总质量0.4％的成形剂硬脂酸锌，在V型混料机中经充分混合均匀，粉料松装密度控制在2.6g/cm3，
步骤二：采用FWCuSn6Zn6Pb3-Ⅲ锡青铜粉末，添加占总质量0.5％的成形剂硬脂酸锌，在V型混料机中经充分混合均匀，材料松装密度控制在3.5g/cm3，
步骤三：参见图1、图2，将步骤一中的粉末材料装入模具阴模型腔中，在单位压制压力5-7T/cm2的条件下进行压制成形，制成坯料A1和A2，压坯料密度控制在6.4-6.6g/cm3，
步骤四：将坯料A1和A2在40％液氮气体和60％氨分解气体的混合气体保护气氛下进入连续烧结炉烧结，坯料先进入预烧结区，预烧结温度600℃，保温时间30分钟，然后进入高温烧结区，烧结温度1050℃，保温时间60分钟，冷却后出炉，
步骤五：参见图3，将烧结后的A1放在A2下方进行拼装，拼装后在型腔内装入步骤二中粉末材料，在单位压制压力4T/cm2的条件下进行压制成形，制成坯料A3，A3密度控制在7.0g/cm3，A3将A1和A2连接在一起形成组合件C，
步骤六：将组合零件C放入纯度为99.9％氢气烧结炉中先进行预烧结，温度380℃，保温时间20分钟，再进行烧结，温度760℃，保温时间40分钟，冷却后出炉，
步骤七：对烧结后的零件C半圆内孔1进行精整形处理，整形量单边0.02mm，整形后内孔精度控制在0.01mm范围内，
步骤八：将橡胶圈粘结在零件C的环形槽2内，表面修平整，制成最终成品零件。
实施例2
步骤一：采用Fe纯度含量在99.5％的-100目的铁粉末软磁材料，添加占总质量0.6％的成形剂，在V型混料机中经充分混合均匀，粉料松装密度控制在2.8g/cm3，
步骤二：采用FWCuSn6Zn6Pb3-Ⅲ锡青铜粉末，添加占总质量0.7％的成形剂，在V型混料机中经充分混合均匀，材料松装密度控制在4.4g/cm3，
步骤三：参见图1、图2，将步骤一中的粉末材料装入模具阴模型腔中，在单位压制压力7T/cm2的条件下进行压制成形，制成坯料A1和A2，压坯料密度控制在6.6g/cm3，
步骤四：将坯料A1和A2在40％液氮气体和60％氨分解气体的混合气体保护气氛下进入连续烧结炉烧结，坯料先进入预烧结区，预烧结温度750℃，保温时间40分钟，然后进入高温烧结区，烧结温度1070℃，保温时间80分钟，冷却后出炉，
步骤五：参见图3，将烧结后的A1放在A2下方进行拼装，拼装后在型腔内装入步骤二中粉末材料，在单位压制压力6T/cm2的条件下进行压制成形，制成坯料A3，A3密度控制在7.3g/cm3，A3将A1和A2连接在一起形成组合件C，
步骤六：将组合零件C放入纯度为99.9％氢气烧结炉中先进行预烧结，温度420℃，保温时间30分钟，再进行烧结，温度810℃，保温时间60分钟，冷却后出炉，
步骤七：对烧结后的零件C半圆内孔1进行精整形处理，整形量单边0.02mm，整形后内孔精度控制在0.05mm范围内，
步骤八：将橡胶圈粘结在零件C的环形槽2内，表面修平整，制成最终成品零件。
实施例3
步骤一：采用Fe纯度含量在99.％的-100目的铁粉末软磁材料，添加占总材料0.5％的成形剂硬脂酸锌，在V型混料机中经充分混合均匀，粉料松装密度控制在2.7g/cm3，
步骤二：采用FWCuSn6Zn6Pb3-Ⅲ锡青铜粉末，添加占总材料0.6％的成形剂硬脂酸锌，在V型混料机中经充分混合均匀得到粉末材料，材料松装密度控制在4g/cm3，
步骤三：参见图1、图2，将步骤一中的粉末材料装入模具阴模型腔中，在单位压制压力6T/cm2的条件下进行压制成形，制成坯料A1和A2，压坯料密度控制在6.5g/cm3，
步骤四：将坯料A1和A2在40％液氮气体和60％氨分解气体的混合气体保护气氛下进入连续烧结炉烧结，坯料先进入预烧结区，预烧结温度675℃，保温时间35分钟，然后进入高温烧结区，烧结温度1060℃，保温时间70分钟，冷却后出炉，
步骤五：参见图3，将烧结后的A1放在A2下方进行拼装，拼装后在型腔内装入步骤二中粉末材料，在单位压制压力5T/cm2的条件下进行压制成形，制成坯料A3，A3密度控制在7.2g/cm3，A3将A1和A2连接在一起形成组合件C，
步骤六：将组合零件C放入纯度为99.9％氢气烧结炉中先进行预烧结，温度400℃，保温时间25分钟，再进行烧结，温度785℃，保温时间45分钟，冷却后出炉，
步骤七：对烧结后的零件C半圆内孔1进行精整形处理，整形量单边0.02mm，整形后内孔精度控制在0.025mm范围内，
步骤八：将橡胶圈粘结在零件C的环形槽2内，表面修平整，制成最终成品零件。

Claims (5)

1.一种铁基粉末冶金摩擦轮的制备工艺方法，其特征在于，包括以下步骤
步骤一：采用-100目的铁粉末软磁材料，添加占总质量0.4-0.6%的成形剂，在V型混料机中经充分混合均匀，粉料松装密度控制在2.6-2.8g/cm3；
步骤二：采用FWCuSn6Zn6Pb3-Ⅲ锡青铜粉末，添加占总质量0.5-0.7%的成形剂，在V型混料机中经充分混合均匀得到粉末材料，材料松装密度控制在3.5-4.4g/cm3；
步骤三：将步骤一中的粉末材料装入模具阴模型腔中，在单位压制压力5-7T/cm2的条件下进行压制成形，制成坯料A1和A2，压坯料密度控制在6.4-6.6g/cm3；
步骤四：将坯料A1和A2在氨分解和液氮混合气体保护气氛下进入连续烧结炉烧结，坯料先进入预烧结区，预烧结温度600-750℃，保温时间30-40分钟，然后进入高温烧结区，烧结温度1050-1070℃，保温时间60-80分钟，冷却后出炉；
步骤五：将烧结后的A1放在A2下方进行拼装，拼装后在型腔内装入步骤二中粉末材料，在单位压制压力4-6T/cm2的条件下进行压制成形，制成坯料A3，A3密度控制在7.0-7.3g/cm3 ，A3将A1和A2连接在一起形成组合件C；
步骤六：将组合件C放入氢气烧结炉中先进行预烧结，温度380-420℃，保温时间20-30分钟，再进行烧结，温度760-810℃，保温时间40-60分钟，冷却后出炉；
步骤七：对烧结后的组合件C半圆内孔（1）进行精整形处理，整形量单边0.02mm，整形后内孔精度控制在0-0.05mm范围内，
步骤八：将橡胶圈粘结在组合件C的环形槽（2）内，表面修平整，制成最终成品零件。
2.根据权利要求1所述的一种铁基粉末冶金摩擦轮的制备工艺方法，其特征在于，所述步骤一和步骤二中的成形剂为硬脂酸锌。
3.根据权利要求1所述的一种铁基粉末冶金摩擦轮的制备工艺方法，其特征在于，所述步骤一中的铁粉末软磁材料的Fe纯度含量控制在98.5-99.5%之间。
4.根据权利要求1所述的一种铁基粉末冶金摩擦轮的制备工艺方法，其特征在于，所述步骤四中氨分解和液氮混合气体的百分比为液氮气体40%，氨分解气体60%。
5.根据权利要求1所述的一种铁基粉末冶金摩擦轮的制备工艺方法，其特征在于，所述步骤六中氢气纯度为99.9%以上。
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