無磁鋼結構件的粉末冶金燒結方法與流程
2023-05-31 17:57:51
本發明涉及粉末冶金
技術領域：
，特別是涉及無磁鋼結構件的粉末冶金燒結方法。
背景技術：
：無磁鋼結構件的用途非常廣泛，在自動控制系統、精密儀表、電訊和電機，以及許多軍事領域中都需要採用無磁鋼結構件。目前，無磁鋼結構件主要採用粉末冶金技術進行製造。粉末冶金技術是製取金屬或用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經過成形和燒結，製造金屬材料、複合材料以及各種類型製品的工藝技術。一般粉末冶金製造的結構件在燒結的過程中尺寸變化小，一般在千分之三到千分之五以內，但採用粉末冶金液相燒結下製造的無磁鋼結構件在燒結工序時尺寸變化大，線收縮率達2～3％，而且變化波動大，由此導致無磁鋼機構件的尺寸難以控制，產品尺寸公差大，無法發揮出粉末冶金件只採用壓制燒結就可獲得較高精度的優點，不能滿足產業化應用的要求。技術實現要素：基於此，有必要提供一種能夠減少無磁鋼結構件燒結時的尺寸變化的無磁鋼結構件的粉末冶金燒結方法。一種無磁鋼結構件的粉末冶金燒結方法，採用粉末冶金燒結裝置進行燒結，其特徵在於，包括如下步驟：獲取無磁鋼結構件的生坯；所述粉末冶金燒結裝置具有用於放置所述生坯的託盤；在所述託盤的底部鋪墊砂子以形成墊砂層；將所述生坯置於所述墊砂層之上，進行燒結，得無磁鋼結構件。本發明通過研究發現，無磁鋼結構件燒結前後較大的線收縮率是由於採用液相燒結導致，同時由於無磁鋼結構件的形狀各異，在高溫液相燒結過程中，坯件的強度很低，在形狀各異的無磁鋼機構件不同部位的自重和接觸到燒結舟底部所受的阻礙燒結收縮的不同大小和方向的摩擦力下，使得無磁鋼製品在燒結收縮過程中不僅收縮變形大、相同燒結工藝下收縮比例規律性差，導致無磁鋼結構件的成品尺寸難以控制。基於此，本發明的無磁鋼結構件的粉末冶金燒結方法通過在粉末冶金裝置的託盤底部設置墊砂層的方式，以對生坯形成依託，減小生坯在燒結過程中收縮形變的阻力，減少無磁鋼結構件燒結前後的尺寸變化，同時可避免託盤底部不平整對生坯的平整度造成影響。由此使得採用本發明的粉末冶金燒結方法製備的無磁鋼結構件經過壓制燒結就可滿足產品的公差要求。在其中一個實施例中，所述生坯包括通孔和/或盲孔；將所述生坯置於所述墊砂層之上後，於所述通孔和盲孔中填充砂子。為了實現安裝，無磁鋼結構件通常具有通孔和/或盲孔。本發明進一步在該通孔和/或盲孔中填充砂子，可使得盲孔和通孔的收縮阻力在圓周方向上相對均勻一致，減少通孔和/或盲孔在燒結過程中的收縮形變，保證其預期的形狀和收縮比例。在其中一個實施例中，將所述生坯置於所述墊砂層之上後，利用砂子包埋所述生坯。利用砂子包埋所述生坯，使生坯被砂子完全包裹，可進一步減少無磁鋼結構件的尺寸變化。在其中一個實施例中，所述砂子的粒度為80～150目。在其中一個實施例中，所述砂子為剛玉砂。在其中一個實施例中，所述墊砂層的厚度為1～2mm。本發明對砂子的粒度、種類以及墊砂層的厚度進行優選，可使砂子減少無磁鋼結構件尺寸變化的作用得到最優的發揮，由此進一步提高對無磁鋼結構件的尺寸變化的控制，使其生產工藝可控，提高其產品品質。在其中一個實施例中，所述無磁鋼結構件包括如下重量百分比的成分：Mn16～30％，Cu10～25，C0.2～0.8％，Si0.5～1.2％，S≤0.05，其餘為Fe。在其中一個實施例中，所述燒結的溫度為1150～1200℃。優選為1175～1180℃。進一步合理控制燒結時的溫度以配合墊砂的方法，可優化燒結工藝的生產質量，提高無磁鋼結構件的品質。在其中一個實施例中，所述生坯的密度為5.8～6.4g/cm3。附圖說明圖1為本發明一實施例製作得到的無磁鋼結構件成品圖。具體實施方式以下結合具體實施例對本發明的無磁鋼結構件的粉末冶金燒結方法作進一步詳細的說明。實施例1本實施例一種無磁鋼平衡塊的粉末冶金燒結方法，包括如下步驟：(1)按照粉末冶金的常規方法製得無磁鋼平衡塊的生坯；該生坯具有通孔，生坯密度為5.8g/cm3；(2)取出粉末冶金高溫燒結爐的託盤，並在託盤的底部鋪墊一層剛玉砂，形成墊砂層；該剛玉砂的粒徑為80目，墊砂層的厚度為1mm；(3)將生坯置於該墊砂層之上，然後於通孔中繼續填充上述剛玉砂；(4)將託盤推入粉末冶金高溫燒結爐中，在溫度1180℃條件下燒結1.5h；(5)燒結完成後取出，按照常規方法進行後續拋光、防鏽工序，即得無磁鋼平衡塊成品，結構如圖1所示，該無磁鋼平衡塊包括如下重量百分比的成分：Mn16％，Cu10％，C0.8％，Si0.5％，S≤0.05，其餘為Fe。實施例2本實施例一種無磁鋼平衡塊的粉末冶金燒結方法，包括如下步驟：(1)按照粉末冶金的常規方法製得無磁鋼平衡塊的生坯；該生坯具有通孔，生坯密度為6.2g/cm3；(2)取出粉末冶金高溫燒結爐的託盤，並在託盤的底部鋪墊一層剛玉砂，形成墊砂層；該剛玉砂的粒徑為120目，墊砂層的厚度為1.5mm；(3)將生坯置於該墊砂層之上，然後於通孔中繼續填充上述剛玉砂；(4)將託盤推入粉末冶金高溫燒結爐中，在溫度1175℃條件下燒結1.8h；(5)燒結完成後取出，按照常規方法進行後續拋光、防鏽工序，即得無磁鋼平衡塊成品，該無磁鋼平衡塊包括如下重量百分比的成分：Mn20％，Cu18％，C0.5％，Si0.8％，S≤0.05，其餘為Fe。實施例3本實施例一種無磁鋼平衡塊的粉末冶金燒結方法，包括如下步驟：(1)按照粉末冶金的常規方法製得無磁鋼平衡塊的生坯；該生坯具有通孔，生坯密度為6.4g/cm3；(2)取出粉末冶金高溫燒結爐的託盤，並在託盤的底部鋪墊一層剛玉砂，形成墊砂層；該剛玉砂的粒徑為150目，墊砂層的厚度為2mm；(3)將生坯置於該墊砂層之上，然後於通孔中繼續填充上述剛玉砂；(4)將託盤推入粉末冶金高溫燒結爐中，在溫度1175℃條件下燒結2h；(5)燒結完成後取出，按照常規方法進行後續拋光、防鏽工序，即得無磁鋼平衡塊成品，該無磁鋼平衡塊包括如下重量百分比的成分：Mn30％，Cu25％，C0.2％，Si1.2％，S≤0.05，其餘為Fe。對比例本對比例一種無磁鋼平衡塊的粉末冶金燒結方法，包括如下步驟：(1)按照粉末冶金的常規方法製得無磁鋼平衡塊的生坯；該生坯具有通孔，生坯密度為5.8g/cm3；(2)將生坯置於粉末冶金高溫燒結爐的託盤上，然後將託盤推入粉末冶金高溫燒結爐中，在溫度1180℃條件下燒結1.5h；(3)燒結完成後取出，按照常規方法進行後續拋光、防鏽工序，即得無磁鋼平衡塊成品，該無磁鋼平衡塊包括如下重量百分比的成分：Mn16％，Cu10％，C0.8％，Si0.5％，S≤0.05，其餘為Fe。對實施例1-3以及對比例燒結後的無磁鋼平衡塊成品進行精度測試，參考標準為GBT-1800.3-1998，結果如表1所示。表1通孔基本尺寸/mm燒結後尺寸/mm精度等級實施例17.57.5±0.015IT8-IT9級實施例27.57.5±0.017IT8-IT9級實施例37.57.5±0.016IT8-IT9級對比例7.57.5±0.7IT11-IT12級以上所述實施例的各技術特徵可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特徵所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特徵的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的範圍。以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為準。當前第1頁1 2 3