CN111957950B - 一种vvt链轮用无偏析预混合铁粉的生产方法 - Google Patents
一种vvt链轮用无偏析预混合铁粉的生产方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111957950B CN111957950B CN202010801488.3A CN202010801488A CN111957950B CN 111957950 B CN111957950 B CN 111957950B CN 202010801488 A CN202010801488 A CN 202010801488A CN 111957950 B CN111957950 B CN 111957950B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- premixed
- lubricant
- bonding
- iron powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
- B22F1/103—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing an organic binding agent comprising a mixture of, or obtained by reaction of, two or more components other than a solvent or a lubricating agent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
本发明提供一种VVT链轮用无偏析预混合铁粉的生产方法，所述生产方法，包括加料、预混合、喷液粘结、烘干并混合、加润滑剂；本发明制备的混合铁粉，石墨含量为0.75‑0.8%，硫含量为0.013‑0.015%，镍含量为1.6‑1.7%，铜含量为0.74‑0.82%，松比为3.19‑3.2 g/cm3，流动性为30.7‑31.2sec/50g，压缩性为7.08‑7.10g/cm3；本发明制备的混合铁粉，烧结性能指标如下：延伸率为1.65‑1.68%，拉伸强度为395‑397 MPa，屈服强度为242‑245 MPa，硬度为81‑82。
Description
技术领域
本发明涉及一种由粉末冶金方法生产VVT链轮用材料及其制备方法，属于VVT链轮技术领域。
背景技术
发动机可变气门正时技术（VVT，variable valve timing）原理是根据发动机的运行情况，调整进气（排气）的量，和气门开合时间、角度，使进入的空气量达到最佳，提高燃烧效率，优点是省油、功升比大。使用粉末冶金方法生产的VVT链轮，其优点是低噪音、高耐磨、易加工、低成本。
VVT链轮技术要求严苛，现有生产工艺通常使用传统机加工方式，生产效率及材料利用率低，成本高，链轮工况不同需要合金材料也不同。使用粉末冶金方式生产不但可以克服以上问题，而且可以根据链轮技术要求灵活调整材料合金成分保证强度，同时使用模压技术，成品尺寸精度及其一致性得到保证。现有的VVT链轮用预混合铁粉，存在压缩性能差，流动性差，烧结制件强度和硬度低的缺陷。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种VVT链轮用无偏析预混合铁粉的生产方法，以实现以下发明目的：
（1）压缩性高、流速快填充性能好；
（2）烧结制件强度及硬度高。
为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种VVT链轮用无偏析预混合铁粉的生产方法，所述生产方法，包括加料、预混合、喷液粘结、烘干并混合、加润滑剂。
以下是对上述技术方案的进一步改进：
所述预混合，时间为18-22min，转速10-13r/min，得到预混合粉。
所述预混合粉，以重量份计，包括以下组分：基粉96-96.5份、石墨0.75-0.85份、铜粉0.9-1.1份、镍粉1.9-2.1份。
所述加润滑剂，润滑剂加入量是预混合粉的0.68-0.82%；所述润滑剂，由SKZ-600、SUW-5000B组成；所述SKZ-600、SUW-5000B的质量比为2:5。
所述喷液粘结，向预混合粉中喷粘结液，混料机保持转速10-13r/min旋转，喷液速度为2.4-2.6kg/min。
所述粘结液由粘结剂和溶剂组成，所述粘结剂与溶剂的质量比例为1:19-21；所述溶剂是二氯甲烷，粘结剂是丁苯橡胶；所述粘结剂与预混合粉的质量比为0.9-1.2:1000。
所述基粉型号为LAP100.29；所述铜粉，为电解铜粉FTD-3；所述镍粉，为T123羰基镍粉；所述石墨，型号为MGF6995A。
所述烘干并混合，喷液结束后保持混料机转速10-13 r/min连续运转，真空度保持在-0.02MPa～-0.06MPa，油温设定为58-62℃，烘干时间设定为50min。
本发明设计了一种无偏析铁基预混合粉，以水雾化纯铁粉为基粉，同时配入鳞片石墨、电解铜粉、羰基镍粉及润滑剂通过无偏析粘结混合技术生产用于压制VVT链轮的专用混合粉末。
以水雾化纯铁粉为基粉，配入合金元素粉及润滑剂通过无偏析粘结混合技术生产出用于压制VVT链轮的专用粉末。该材料具有成分均匀、压缩性高、流速快填充性能好、烧结制件强度及硬度高等优点，能够满足VVT链轮用粉的各项要求。
本发明取得的有益效果：
（1）本发明制备的混合铁粉，石墨含量为0.75-0.8%，硫含量为0.013-0.015%，镍含量为1.6-1.7%，铜含量为0.74-0.82%，松比为3.19-3.2 g/cm3，流动性为30.7-31.2sec/50g，压缩性为7.08-7.10g/cm3。
（2）本发明制备的混合铁粉，烧结性能指标如下：延伸率为1.65-1.68%，拉伸强度为395-397 MPa，屈服强度为242-245 MPa，硬度为81-82。
附图说明
图1为VVT链轮实物图；
图2为本发明的工艺流程图；
图3为实施例1制备的混合粉的电镜图；
图4为力学试验样条图。
具体实施方式
实施例1
（1）加料
将按配料单提前配好的基粉及辅料加入双锥回转真空干燥机内，加料顺序先加入基粉再加铜粉、镍粉再加石墨；
所述基粉为莱芜钢铁集团粉末冶金有限公司的水雾化纯铁粉LAP100.29；
所述铜粉，有研粉末新材料（北京）有限公司的200目电解铜粉FTD-3；
所述镍粉，为加拿大INCO公司T123羰基镍粉；
所述石墨，为青岛高而富MGF6995A石墨；
（2）预混合
加料结束后开始预混合，时间为20min，转速10 r/min（下同）；得到预混合粉；
所述预混合粉，以重量份计，包括以下组分：
基粉96.2份、石墨0.8份、铜粉1份、镍粉2份。
（3）喷液粘结
期间将配好的溶剂及粘结剂加入到溶解罐内进行溶解，得到粘结液；预混合完成后，在确认粘结剂溶解完全的前提下开启计量隔膜泵进行喷粘结液，期间混料机保持10 r/min旋转继续混合，设定喷液速度2.5kg/min；
所述溶剂是二氯甲烷，粘结剂是丁苯橡胶；
所述粘结剂与溶剂的比例为1:20(质量比)；
所述预混合粉与粘结剂的质量比为1000:1。
（4）烘干并混合
喷液结束保持混料机转速10 r/min连续运转，开启旋片真空泵及导热油泵进行烘干，真空度保持在-0.02MPa～-0.06MPa，油温设定为60℃，烘干时间设定为50min。
（5）加润滑剂
烘干结束后，关机并将配好的润滑剂加入混料机；
所述润滑剂为上海川禾实业公司的润滑剂SUW-5000B；
润滑剂加入量是预混合粉的0.7%。
（6）后处理
重新启动混料机开始混和，时间为15min；筛分，混料完成后将料接出开启旋振筛进行筛分（筛网孔径0.212mm，丝径0.125mm），控制下料速度80kg～100kg/min；合批包装，筛分完成后将筛下物加入5t双锥合批机进行合批，时间为15min，转速15r/min，合批完成即可包装，包装1t/袋。
制备的混合铁粉成品物理化学性能见表1，扫描电镜照片如图3所示。
表1：实施例1制备的混合粉成品物理化学性能检测结果
C烧后是通过低温加热（200℃）去除润滑剂之后的碳含量，表明石墨的质量分数。
根据表1结果，初期试制混合粉成品化学成分稳定能够满足客户标准要求，物理性能方面，松比符合要求，压缩性平均7.07g/cm3，远远高于标准要求的6.95g/cm3，但是流动性平均值接近37sec/50g，且在测试过程中出现多次断流现象，虽数值符合标准要求但实际断流现象对压制影响很大。
流动性是粉末冶金重要的工艺参数之一，其优劣直接影响生产效率，同时对于形状复杂件、细长件、大高度件等，流动性差将导致装粉时模具充填不佳甚至出现搭桥从而影响制件的成形及密度均匀性等。影响流动性的因素很多，包括松装密度、粒度组成、颗粒形貌、润滑剂等。
实施例2
在实施例1基础上，改变步骤（2）预混合粉的组分和步骤（5）润滑剂的种类以及加入量，改变为：
（2）预混合
所述预混合粉，以重量份计，包括以下组分：
基粉97.2份、石墨0.8份、铜粉2份。
（5）加润滑剂
润滑剂加入量是预混合粉的0.8%；
并使用公司自产的水雾化纯铁粉LAP100.29为基粉，北京有研粉末新材料有限公司生产的200目铜粉FTD-3及瑞士特密高的石墨F10为合金元素粉，润滑剂分别选用W-special、E-206、SUW-5000B、MP32、SKZ-600、Lubricant-C-wax、SKZ-320，使用粘接混合法进行7次试验。对每批成品各取样3个，分别检测松比、流动性、压缩性、脱模力并取其平均值，结果如表2所示。
表2：使用不同润滑剂的混合粉物理性能检测结果
分析表2可知，当使用相同工艺及配比时，不同润滑剂对成品混合粉的物理性能影响十分显著。在流动性方面，最差的7#样与最快的5#样相差6.8sec/50g。
7#样的优点是润滑性能好、压制脱模力低、松比低，压坯密度高，但流动性能极差，而5#样的流动性能好，但是压制脱模力较高，压制性能数值偏低。
实施例3
在实施例2基础上，改变润滑剂的种类，改变为SUW-5000B:SKZ-600=5：2，其余同实施例2，对成品的检测结果如表3所示。
表3：润滑剂搭配使用后的混合粉物理性能检测结果
由表3可知，在合理搭配使用润滑剂后，混合粉成品的压制性能保持在较高水平同时脱模力低，松比高且流动性能优良，这能够满足大多数制件对混合粉的指标要求。
实施例4
在实施例1基础上，改变润滑剂的种类，改变为：
润滑剂为SKZ-600、SUW-5000B的组合，质量比为2:5；润滑剂的加入量仍然是占预混合粉的0.7%，其余工艺同实施例1，成品结果如表4所示。
表4：实施例4生产成品物理化学性能检测结果
进一步做制品烧结性能试验，成形压力为600MPa，通过压制拉伸试验样（执行标准：GB/T228.1-2010）、冲击试验样（执行标准：GB/T5318-1985），测试烧结后样品的尺寸变化率、延伸率、抗拉强度及冲击功等。力学试验样条如图4所示。烧结温度为1150℃，采用H2保护，保温60min。热处理在850℃下保温1h，取出快速放入10#机油中冷却；将冷却后的样品除油后再次放入电阻炉中，在200℃下保温1h后取出空冷。采用排水法测定试验密度。实验用机械式拉力试验进行烧结坯的抗拉强度分析。
根据烧结性能结果，烧结件拉伸屈服强度及硬度均符合产品要求，延伸率1.66%，表明材料塑性优良。与美国粉末冶金结构零件材料标准MPIF中类似配比FN0205对比，关键的几项力学性能均符合该标准范围。
表5：烧结性能测试结果
除非特殊说明，本发明采用的比例均为质量比，采用的百分比均为质量百分比。
Claims (2)
1.一种VVT链轮用无偏析预混合铁粉的生产方法，其特征在于：所述生产方法，包括加料、预混合、喷液粘结、烘干并混合、加润滑剂；
所述预混合，时间为18-22min，转速10-13r/min，得到预混合粉；
所述预混合粉，以重量份计，包括以下组分：基粉96-96.5份、石墨0.75-0.85份、铜粉0.9-1.1份、镍粉1.9-2.1份；
所述加润滑剂，润滑剂加入量是预混合粉的0.68-0.82%；所述润滑剂，由SKZ-600、SUW-5000B组成；所述SKZ-600、SUW-5000B的质量比为2:5；
所述喷液粘结，向预混合粉中喷粘结液，混料机保持转速10-13r/min旋转，喷液速度为2.4-2.6kg/min；
所述粘结液由粘结剂和溶剂组成，所述粘结剂与溶剂的质量比例为1:19-21；所述溶剂是二氯甲烷，粘结剂是丁苯橡胶；所述粘结剂与预混合粉的质量比为0.9-1.2:1000；
所述基粉型号为LAP100.29；所述铜粉，为电解铜粉FTD-3；所述镍粉，为T123羰基镍粉；所述石墨，型号为MGF6995A。
2.根据权利要求1所述的一种VVT链轮用无偏析预混合铁粉的生产方法，其特征在于：所述烘干并混合，喷液结束后保持混料机转速10-13 r/min连续运转，真空度保持在-0.02MPa～-0.06MPa，油温设定为58-62℃，烘干时间设定为50min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010801488.3A CN111957950B (zh) | 2020-08-11 | 2020-08-11 | 一种vvt链轮用无偏析预混合铁粉的生产方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010801488.3A CN111957950B (zh) | 2020-08-11 | 2020-08-11 | 一种vvt链轮用无偏析预混合铁粉的生产方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111957950A CN111957950A (zh) | 2020-11-20 |
| CN111957950B true CN111957950B (zh) | 2022-12-30 |
Family
ID=73365954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010801488.3A Active CN111957950B (zh) | 2020-08-11 | 2020-08-11 | 一种vvt链轮用无偏析预混合铁粉的生产方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111957950B (zh) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004218041A (ja) * | 2003-01-17 | 2004-08-05 | Jfe Steel Kk | 焼結部材及びその製造方法 |
| CN105983687B (zh) * | 2015-02-10 | 2019-03-05 | 苏州东南佳新材料股份有限公司 | 一种用于制备电力机车用粉末冶金闸瓦的材料 |
| CN105537580A (zh) * | 2015-12-28 | 2016-05-04 | 钢铁研究总院 | 粉末冶金用铁基预混合粉及制备方法 |
-
2020
- 2020-08-11 CN CN202010801488.3A patent/CN111957950B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111957950A (zh) | 2020-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108311701B (zh) | 一种汽油机用涡轮增压器喷嘴环叶片制备工艺 | |
| CN102557015B (zh) | 一种各向同性细结构炭材料及其制备方法 | |
| CN103143704B (zh) | 一种粉末冶金用含Mn铁基预混合料及其制备方法 | |
| CN103981443B (zh) | 一种含磷石墨铁基粉末冶金减摩材料 | |
| CN109136612A (zh) | 一种钒氮合金的制备方法 | |
| CN102925765B (zh) | 一种铝-磷-锶-稀土合金变质剂及其制备工艺 | |
| CN111957950B (zh) | 一种vvt链轮用无偏析预混合铁粉的生产方法 | |
| CN106048302B (zh) | 一种应用于核电和风电的铸造材料及其制作方法 | |
| CN102266903A (zh) | 一种可显著提高制动毂铸件质量的型砂 | |
| CN107398555A (zh) | 一种粉末冶金凸轮及其制备方法 | |
| CN111471921A (zh) | 一种新型低熔点高流动性的耐磨铁基合金粉末及其制备方法 | |
| CN107779736B (zh) | 一种合金铸铁及其制备方法和应用 | |
| CN106567785A (zh) | 一种掺杂石墨烯的铝合金气缸盖 | |
| CN101949311B (zh) | 一种涡轮增压器壳及其制备方法 | |
| BR102014032899B1 (pt) | Polia sinterizada | |
| CN108746476A (zh) | 一种改性酚醛树脂基覆膜砂的制备方法 | |
| CN102808127B (zh) | 离心铸造薄壁干式缸套专用孕育剂 | |
| CN102407292B (zh) | 活塞环毛坯铸造工艺 | |
| CN112059169B (zh) | 一种发动机转子用铁基预混合粉的生产方法 | |
| CN115896565A (zh) | 一种3d打印高强铝合金粉末及其制备方法 | |
| CN109249019A (zh) | 一种高铬铸铁的变温烧结工艺 | |
| CN108746477B (zh) | 黏土砂系统粉尘再利用工艺 | |
| CN103866173B (zh) | 一种用于采煤机的截齿刀头的硬质合金材料及其制备方法 | |
| CN106222571B (zh) | 天然气发动机气门座制备方法 | |
| CN110343888A (zh) | 一种高铜-低钨Cu-W复合材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 250010 Jiulong street, Gangcheng District, Jinan City, Shandong Province Applicant after: Shandong Luyin New Material Technology Co.,Ltd. Address before: 250010 Shuangquan Road, Gangcheng District, Jinan City, Shandong Province Applicant before: LAIWU IRON & STEEL GROUP POWDER METALLURGY Co.,Ltd. |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |