CN111531166A - 一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法 - Google Patents

一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法，涉及冶金零件烧结技术领域，包括以下步骤：(1)、混料；(2)、退火；(3)、成型；(4)、预烧；(5)、致密；(6)、烧结；(7)、精整处理。该提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法，采用连续烧结生产效率高，适用于大批量的生产；对混合粉末进行退火有利于细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷；加工时采用一次压制和二次压制配合的加工方式，通过挤压表面使得零件致密化，能够有效提高零件致密性，从而提高零件的加工质量，混料时在粉体中添加低熔点的合金元素铜基合金能够提高成品硬度和耐磨性，通过其在烧结时形成的液相可以大大降低其孔隙率。

Description

一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法
技术领域
本发明涉及冶金零件烧结技术领域，具体为一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法。
背景技术
烧结，是把粉状物料转变为致密体，是一个传统的工艺过程。人们很早就利用这个工艺来生产陶瓷、粉末冶金、耐火材料、超高温材料等。粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金法与生产陶瓷有相似的地方，均属于粉末烧结技术。由于粉末冶金技术的优点，它已成为解决新材料问题的钥匙，在新材料的发展中起着举足轻重的作用。
现有的铁基粉末冶金零件烧结过程中，难以有效提高冶金零件的烧结致密度，普通加工方式达不到改善的目的，无法从零件原料和加工方法两方面配合作用加强致密性，为此，我们提出一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法，解决了上述背景技术中提出的现有的铁基粉末冶金零件烧结过程中，难以有效提高冶金零件的烧结致密度，普通加工方式达不到改善的目的，无法从零件原料和加工方法两方面配合作用加强致密性的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现、一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法，包括以下步骤：
(1)、混料；
(2)、退火；
(3)、成型；
(4)、预烧；
(5)、致密；
(6)、烧结；
(7)、精整处理。
可选的，所述一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法包括以下具体步骤：
(1)、混料
取冶金所需的一份铁基粉末，然后在粉体中添加部分合金元素粉，并添加0.1～1％的润滑剂，然后将铁基粉末及合金元素粉充分研磨后再将其进行搅拌混合，得到均匀的粉末混合物；
(2)、退火
然后对研磨混合后的铁基粉末进行退火，退火时可将铁基粉末称重后送入到氢气炉中进行退火加工，退火完成后的粉末可作为零件加工所需的原料；
(3)、成型
对混合后的铁基粉末进行压制，形成零件生胚，压制时可以采用模压的方式，模压压制压力为200MPa～700MPa，保压时间为10～60s；
(4)、预烧
将生胚送入到烧结炉中进行预烧，预烧时95％以上的润滑剂都能够脱出，从而使得复压时润滑剂占据的位置就可以压缩，利于提高密度；
(5)、致密
预烧后对零件进行一次压制，降低铁粉颗粒的屈服强度，有利于配合后续的二次压制，使得二次压制时提高密度，从而满足零件的使用要求；
(6)、烧结
然后采用烧结炉进行烧结，将零件的生胚烧结为熟胚，并保温时间为2～8h，然后进行随炉冷却；
(7)、精整处理
待烧结好的零件冷却至室温后，对零件表面进行清洗，进行二次压制，通过挤压表面使得零件致密化，使其具有较高的硬度及较好的耐磨性能，完成致密化之后再次进行淬火冷却。
可选的，所述(1)混料过程中的合金元素粉为2％～8％的铜基合金。
可选的，所述(2)退火过程中的退火温度为600-750℃，退火时间为1-5h。
可选的，所述预烧结温度为500℃～670℃，烧结温度为850-1200℃。
本发明提供了一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法，具备以下有益效果：该提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法采用连续烧结生产效率高，适用于大批量的生产；对混合粉末进行退火有利于细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷；加工时采用一次压制和二次压制配合的加工方式，通过挤压表面使得零件致密化，能够有效提高零件致密性，从而提高零件的加工质量；
混料时在粉体中添加低熔点的合金元素铜基合金能够提高成品硬度和耐磨性，通过其在烧结时形成的液相可以大大降低其孔隙率，由于铜基合金的熔点较低，当温度高于铜基合金的熔点时，液相流动使得烧结体的气孔显著减少，提高了烧结体的致密度，减少变形与裂纹倾向；
预烧结温度为500℃～670℃能够对成形时已经加工硬化的生胚进行退火，降低铁粉颗粒的屈服强度，利于二次压制时提高密度，同时可以脱出产品中的有机润滑剂；烧结时温度为850-1200℃使得原料颗粒在液相情况下实现重排，其表面曲率变化较大的地方将优先溶解通过液相流动传质，在大颗粒凹陷处或孔隙处析出，达到快速传递物质的目的，从而使烧结零件达到致密。
具体实施方式
下面将结合本发明的具体实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法，包括以下步骤：
(1)、混料；
(2)、退火；
(3)、成型；
(4)、预烧；
(5)、致密；
(6)、烧结；
(7)、精整处理。
一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法包括以下具体步骤：
(1)、混料
取冶金所需的一份铁基粉末，然后在粉体中添加部分合金元素粉，并添加0.1～1％的润滑剂，然后将铁基粉末及合金元素粉充分研磨后再将其进行搅拌混合，得到均匀的粉末混合物；
混料过程中的合金元素粉为2％～8％的铜基合金，混料时在粉体中添加低熔点的合金元素铜基合金能够提高成品硬度和耐磨性，通过其在烧结时形成的液相可以大大降低其孔隙率；
(2)、退火
然后对研磨混合后的铁基粉末进行退火，退火时可将铁基粉末称重后送入到氢气炉中进行退火加工，退火完成后的粉末可作为零件加工所需的原料；
退火过程中的退火温度为600-750℃，退火时间为1-5h，对混合粉末进行退火有利于细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷；
(3)、成型
对混合后的铁基粉末进行压制，形成零件生胚，压制时可以采用模压的方式，模压压制压力为200MPa～700MPa，保压时间为10～60s；
(4)、预烧
将生胚送入到烧结炉中进行预烧，预烧时95％以上的润滑剂都能够脱出，从而使得复压时润滑剂占据的位置就可以压缩，利于提高密度；
(5)、致密
预烧后对零件进行一次压制，降低铁粉颗粒的屈服强度，有利于配合后续的二次压制，使得二次压制时提高密度，从而满足零件的使用要求；
(6)、烧结
然后采用烧结炉进行烧结，将零件的生胚烧结为熟胚，并保温时间为2～8h，然后进行随炉冷却；
预烧结温度为500℃～670℃，烧结温度为850-1200℃，预烧结温度为500℃～670℃能够对成形时已经加工硬化的生胚进行退火；烧结时温度为850-1200℃使得原料颗粒在液相情况下实现重排，其表面曲率变化较大的地方将优先溶解通过液相流动传质，从而使烧结零件达到致密；
(7)、精整处理
待烧结好的零件冷却至室温后，对零件表面进行清洗，进行二次压制，通过挤压表面致密化，使其具有较高的硬度及较好的耐磨性能，完成致密化之后再次进行淬火冷却。
综上所述，该提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法，使用时提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法包括以下具体步骤：
(1)、混料：取冶金所需的一份铁基粉末，然后在粉体中添加部分合金元素粉，合金元素粉为2％～8％的铜基合金，并添加0.1～1％的润滑剂，然后将铁基粉末及合金元素粉充分研磨后再将其进行搅拌混合，得到均匀的粉末混合物；
(2)、退火：然后对研磨混合后的铁基粉末进行退火，退火温度为600-750℃，退火时间为1-5h，退火时可将铁基粉末称重后送入到氢气炉中进行退火加工，退火完成后的粉末可作为零件加工所需的原料；
(3)、成型：对混合后的铁基粉末进行压制，形成零件生胚，压制时可以采用模压的方式，模压压制压力为200MPa～700MPa，保压时间为10～60s；
(4)、预烧：将生胚送入到烧结炉中进行预烧，预烧结温度为500℃～670℃，预烧时95％以上的润滑剂都能够脱出，从而使得复压时润滑剂占据的位置就可以压缩，利于提高密度；
(5)、致密：预烧后对零件进行一次压制，降低铁粉颗粒的屈服强度，有利于配合后续的二次压制，使得二次压制时提高密度，从而满足零件的使用要求；
(6)、烧结：然后采用烧结炉进行烧结，将零件的生胚烧结为熟胚，烧结温度为850-1200℃，并保温时间为2～8h，然后进行随炉冷却；
(7)、精整处理：待烧结好的零件冷却至室温后，对零件表面进行清洗，进行二次压制，通过挤压表面致密化，使其具有较高的硬度及较好的耐磨性能，完成致密化之后再次进行淬火冷却。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、混料；
(2)、退火；
(3)、成型；
(4)、预烧；
(5)、致密；
(6)、烧结；
(7)、精整处理。
2.根据权利要求1所述的一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法，其特征在于，所述一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法包括以下具体步骤：
(1)、混料
取冶金所需的一份铁基粉末，然后在粉体中添加部分合金元素粉，并添加0.1～1％的润滑剂，然后将铁基粉末及合金元素粉充分研磨后再将其进行搅拌混合，得到均匀的粉末混合物；
(2)、退火
然后对研磨混合后的铁基粉末进行退火，退火时可将铁基粉末称重后送入到氢气炉中进行退火加工，退火完成后的粉末可作为零件加工所需的原料；
(3)、成型
对混合后的铁基粉末进行压制，形成零件生胚，压制时可以采用模压的方式，模压压制压力为200MPa～700MPa，保压时间为10～60s；
(4)、预烧
将生胚送入到烧结炉中进行预烧，预烧时95％以上的润滑剂都能够脱出，从而使得复压时润滑剂占据的位置就可以压缩，利于提高密度；
(5)、致密
预烧后对零件进行一次压制，降低铁粉颗粒的屈服强度，有利于配合后续的二次压制，使得二次压制时提高密度，从而满足零件的使用要求；
(6)、烧结
然后采用烧结炉进行烧结，将零件的生胚烧结为熟胚，并保温时间为2～8h，然后进行随炉冷却；
(7)、精整处理
待烧结好的零件冷却至室温后，对零件表面进行清洗，进行二次压制，通过挤压表面致密化，使其具有较高的硬度及较好的耐磨性能，完成致密化之后再次进行淬火冷却。
3.根据权利要求2所述的一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法，其特征在于：所述(1)混料过程中的合金元素粉为2％～8％的铜基合金。
4.根据权利要求2所述的一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法，其特征在于：所述(2)退火过程中的退火温度为600-750℃，退火时间为1-5h。
5.根据权利要求2所述的一种提高铁基粉末冶金零件烧结致密度的方法，其特征在于：所述预烧结温度为500℃～670℃，烧结温度为850-1200℃。
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