一種粉末冶金的製作方法
2023-06-03 07:29:41 1
本發明屬於冶金技術領域，具體涉及一種粉末冶金。
背景技術：
粉末冶金工藝主要包含三個步驟，首先，主要組成材料被分解成許許多多的細小顆粒組成的粉末；然後，將粉末裝入模具型腔，施以一定的壓力，形成具有所需零件形狀和尺寸的壓坯；最後，對壓坯進行燒結。
由於粉末冶金的主要材料是金屬粉末，而原材料被分解成粉末需要粉碎機對原材料進行不斷的粉碎，引起巨大的電力消耗和噪聲汙染，在粉末裝入模具型腔的過程中，單個模具型腔所需要的粉末量相同，但毛坯的批量生產中經常發生注入模具形腔的粉末量異常，粉末量太多照常浪費和壓機的異常，粉末量太少，壓坯不夠緻密，甚至含有缺口，造成報廢。燒結的過程中考慮到毛坯的金屬晶體形成，往往需要反覆加熱，能源消耗大。另外，現有的粉末冶金配方及工藝仍有局限性，工藝生產效率的低下，同時產品也存在著拉伸強度和硬度較低的問題。
技術實現要素：
本發明提供一種粉末冶金，以解決現有粉末冶金存在著拉伸強度和硬度較低，工藝生產效率低下，能源消耗大等問題。本發明的製備方法製得的產品提高了產品的拉伸強度和硬度，同時，通過優化工藝步驟，提高了生產效率，減少了能源的浪費。
為解決以上技術問題，本發明採用以下技術方案：
一種粉末冶金，以重量為單位，由以下原料製成：鐵粉120-200份、錫粉4-6份、鉻粉2-3份、氧化鋅1-2份、硫化亞錳1.2-1.8份、氧化鋁0.9-1.4份、電解銅0.8-1.5份、石墨粉0.6-1份、硬脂酸3-5份、切削劑0.4-0.6份、潤滑劑0.3-0.6份、強化劑0.1-0.2份、粘結劑0.6-0.8份、增粘劑0.1-0.2份、抗磨劑0.5-0.8份、加工助劑0.2-0.3份、調節劑0.1-0.2份；
所述鐵粉、錫粉、鉻粉、氧化鋅、硫化亞錳、氧化鋁、電解銅、石墨粉的粒度均為0.1-100μm；
所述切削劑以重量為單位，由以下原料製成：切削油14-16份、磷酸三丙酯10-12份、二壬基萘磺酸鈣4-6份、2，6-二叔丁基對甲酚6-10份、十二烯基丁二酸5-7份、三乙醇胺硼酸酯8-12份、聚丙烯醯胺6-12份、十二烷基苯磺酸鈉8-10份、苯甲酸6-9份、油酸醯胺3-8份、乙二胺四乙酸四鈉2-6份、氨基羧酸類螯合劑1-2份、聚乙二醇8-14份；
所述潤滑劑，以重量為單位，由以下原料製成：聚乙烯基異丁醚20-40份、氯化石蠟8-14份、氧化鎂微粒4-8份、硬脂酸鋅6-12份、羧酸醯胺8-14份、醋酸丁脂12-15份、硼酸6-10份、N-甲基吡咯烷酮7-12份、二甲基甲醯胺6-10份；
所述粉末冶金的製備方法，包括以下步驟：
S1：將鐵粉、錫粉、鉻粉、氧化鋅、硫化亞錳、氧化鋁、電解銅、石墨粉、硬脂酸、切削劑、潤滑劑、強化劑、粘結劑、增粘劑、抗磨劑、加工助劑、調節劑一起導入拌料筒中進行攪拌形成混合粉料，攪拌均勻後通過過濾網進行過濾，混合粉料中物料粒度粗於140-160目的顆粒物被隔離收集後進行粉碎再篩選，然後倒入各個標準劑量桶中備用；
所述切削劑的製備方法，包括以下步驟：
步驟1，將切削油、磷酸三丙酯、二壬基萘磺酸鈣、2，6-二叔丁基對甲酚、十二烯基丁二酸、三乙醇胺硼酸酯、聚丙烯醯胺、十二烷基苯磺酸鈉、苯甲酸混合均勻，然後將混合物加熱至52-58℃；
步驟2，在步驟1所得混合物中加入剩餘組分，繼續加熱至76-92℃，並保溫2.5-3.5h，製得切削劑；
所述潤滑劑通過以下製備方法製得：
將潤滑劑的原料組分加入到反應釜中於420-480℃反應11-19h，固化後然後採用對粒子具有切剪力的錐形磨作為機械分散設備，進行研磨分散，製得潤滑劑；
S2：將步驟S1製得的標準劑量桶中的混合粉料直接倒入壓坯模具中，在壓力機的壓力為520-580MPa下壓制，製成零件毛坯的形狀；
S3：將步驟S2製得的毛坯送入加熱爐中進行燒結，加熱溫度為720-840℃，冷卻後形成緻密的半成品；
S4：將步驟S3製得的半成品表面塗防鏽油後放置在貨架上進行2-6天時效處理；
S5：將步驟S4製得的時效處理過的半成品進行整形和表面打磨，形成標準產品。
進一步地，所述強化劑為701粉強化劑。
進一步地，所述粘結劑由硬脂酸鋅和機油按質量比2-5:1-2混合而成。
進一步地，所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷。
進一步地，所述抗磨劑為二氧化矽。
進一步地，所述加工助劑為硫化錳。
進一步地，所述調節劑為丙烯酸酯類調節劑。
本發明具有以下有益效果：
(1)本發明的製備方法提高了產品的拉伸強度和硬度，同時，通過優化工藝步驟，提高了生產效率，減少了能源的浪費；
(2)本發明採用標準劑量桶對壓坯模具送料，精準度高，零件毛坯緻密性好，合格率高，而且特別採用了天然時效處理，晶體形成後的內應力小，節能性好。
【具體實施方式】
為便於更好地理解本發明，通過以下實施例加以說明，這些實施例屬於本發明的保護範圍，但不限制本發明的保護範圍。
在實施例中，所述粉末冶金，以重量為單位，由以下原料製成：鐵粉120-200份、錫粉4-6份、鉻粉2-3份、氧化鋅1-2份、硫化亞錳1.2-1.8份、氧化鋁0.9-1.4份、電解銅0.8-1.5份、石墨粉0.6-1份、硬脂酸3-5份、切削劑0.4-0.6份、潤滑劑0.3-0.6份、強化劑0.1-0.2份、粘結劑0.6-0.8份、增粘劑0.1-0.2份、抗磨劑0.5-0.8份、加工助劑0.2-0.3份、調節劑0.1-0.2份；
所述鐵粉、錫粉、鉻粉、氧化鋅、硫化亞錳、氧化鋁、電解銅、石墨粉的粒度均為0.1-100μm；
所述切削劑以重量為單位，由以下原料製成：切削油14-16份、磷酸三丙酯10-12份、二壬基萘磺酸鈣4-6份、2，6-二叔丁基對甲酚6-10份、十二烯基丁二酸5-7份、三乙醇胺硼酸酯8-12份、聚丙烯醯胺6-12份、十二烷基苯磺酸鈉8-10份、苯甲酸6-9份、油酸醯胺3-8份、乙二胺四乙酸四鈉2-6份、氨基羧酸類螯合劑1-2份、聚乙二醇8-14份；
所述潤滑劑，以重量為單位，由以下原料製成：聚乙烯基異丁醚20-40份、氯化石蠟8-14份、氧化鎂微粒4-8份、硬脂酸鋅6-12份、羧酸醯胺8-14份、醋酸丁脂12-15份、硼酸6-10份、N-甲基吡咯烷酮7-12份、二甲基甲醯胺6-10份；
所述強化劑為701粉強化劑；
所述粘結劑由硬脂酸鋅和機油按質量比2-5:1-2混合而成；
所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷；
所述抗磨劑為二氧化矽；
所述加工助劑為硫化錳；
所述調節劑為丙烯酸酯類調節劑；
所述粉末冶金的製備方法，包括以下步驟：
S1：將鐵粉、錫粉、鉻粉、氧化鋅、硫化亞錳、氧化鋁、電解銅、石墨粉、硬脂酸、切削劑、潤滑劑、強化劑、粘結劑、增粘劑、抗磨劑、加工助劑、調節劑一起導入拌料筒中進行攪拌形成混合粉料，攪拌均勻後通過過濾網進行過濾，混合粉料中物料粒度粗於140-160目的顆粒物被隔離收集後進行粉碎再篩選，然後倒入各個標準劑量桶中備用；
所述切削劑的製備方法，包括以下步驟：
步驟1，將切削油、磷酸三丙酯、二壬基萘磺酸鈣、2，6-二叔丁基對甲酚、十二烯基丁二酸、三乙醇胺硼酸酯、聚丙烯醯胺、十二烷基苯磺酸鈉、苯甲酸混合均勻，然後將混合物加熱至52-58℃；
步驟2，在步驟1所得混合物中加入剩餘組分，繼續加熱至76-92℃，並保溫2.5-3.5h，製得切削劑；
所述潤滑劑通過以下製備方法製得：
將潤滑劑的原料組分加入到反應釜中於420-480℃反應11-19h，固化後然後採用對粒子具有切剪力的錐形磨作為機械分散設備，進行研磨分散，製得潤滑劑；
S2：將步驟S1製得的標準劑量桶中的混合粉料直接倒入壓坯模具中，在壓力機的壓力為520-580MPa下壓制，製成零件毛坯的形狀；
S3：將步驟S2製得的毛坯送入加熱爐中進行燒結，加熱溫度為720-840℃，冷卻後形成緻密的半成品；
S4：將步驟S3製得的半成品表面塗防鏽油後放置在貨架上進行2-6天時效處理；
S5：將步驟S4製得的時效處理過的半成品進行整形和表面打磨，形成標準產品。
實施例1
一種粉末冶金，以重量為單位，由以下原料製成：鐵粉160份、錫粉5份、鉻粉2.5份、氧化鋅1.5份、硫化亞錳1.5份、氧化鋁1.2份、電解銅1.2份、石墨粉0.9份、硬脂酸4份、切削劑0.5份、潤滑劑0.5份、強化劑0.1份、粘結劑0.7份、增粘劑0.1份、抗磨劑0.7份、加工助劑0.2份、調節劑0.1份；
所述鐵粉、錫粉、鉻粉、氧化鋅、硫化亞錳、氧化鋁、電解銅、石墨粉的粒度均為0.1-100μm；
所述切削劑以重量為單位，由以下原料製成：切削油15份、磷酸三丙酯11份、二壬基萘磺酸鈣5份、2，6-二叔丁基對甲酚8份、十二烯基丁二酸6份、三乙醇胺硼酸酯10份、聚丙烯醯胺9份、十二烷基苯磺酸鈉9份、苯甲酸8份、油酸醯胺6份、乙二胺四乙酸四鈉4份、氨基羧酸類螯合劑1份、聚乙二醇12份；
所述潤滑劑，以重量為單位，由以下原料製成：聚乙烯基異丁醚30份、氯化石蠟12份、氧化鎂微粒6份、硬脂酸鋅9份、羧酸醯胺12份、醋酸丁脂13份、硼酸8份、N-甲基吡咯烷酮10份、二甲基甲醯胺8份；
所述強化劑為701粉強化劑；
所述粘結劑由硬脂酸鋅和機油按質量比4:2混合而成；
所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷；
所述抗磨劑為二氧化矽；
所述加工助劑為硫化錳；
所述調節劑為丙烯酸酯類調節劑；
所述粉末冶金的製備方法，包括以下步驟：
S1：將鐵粉、錫粉、鉻粉、氧化鋅、硫化亞錳、氧化鋁、電解銅、石墨粉、硬脂酸、切削劑、潤滑劑、強化劑、粘結劑、增粘劑、抗磨劑、加工助劑、調節劑一起導入拌料筒中進行攪拌形成混合粉料，攪拌均勻後通過過濾網進行過濾，混合粉料中物料粒度粗於150目的顆粒物被隔離收集後進行粉碎再篩選，然後倒入各個標準劑量桶中備用；
所述切削劑的製備方法，包括以下步驟：
步驟1，將切削油、磷酸三丙酯、二壬基萘磺酸鈣、2，6-二叔丁基對甲酚、十二烯基丁二酸、三乙醇胺硼酸酯、聚丙烯醯胺、十二烷基苯磺酸鈉、苯甲酸混合均勻，然後將混合物加熱至55℃；
步驟2，在步驟1所得混合物中加入剩餘組分，繼續加熱至85℃，並保溫3h，製得切削劑；
所述潤滑劑通過以下製備方法製得：
將潤滑劑的原料組分加入到反應釜中於450℃反應10h，固化後然後採用對粒子具有切剪力的錐形磨作為機械分散設備，進行研磨分散，製得潤滑劑；
S2：將步驟S1製得的標準劑量桶中的混合粉料直接倒入壓坯模具中，在壓力機的壓力為550MPa下壓制，製成零件毛坯的形狀；
S3：將步驟S2製得的毛坯送入加熱爐中進行燒結，加熱溫度為780℃，冷卻後形成緻密的半成品；
S4：將步驟S3製得的半成品表面塗防鏽油後放置在貨架上進行4天時效處理；
S5：將步驟S4製得的時效處理過的半成品進行整形和表面打磨，形成標準產品。
實施例2
一種粉末冶金，以重量為單位，由以下原料製成：鐵粉120份、錫粉4份、鉻粉2份、氧化鋅1份、硫化亞錳1.2份、氧化鋁0.9份、電解銅0.8份、石墨粉0.6份、硬脂酸3份、切削劑0.4份、潤滑劑0.3份、強化劑0.1份、粘結劑0.6份、增粘劑0.1份、抗磨劑0.5份、加工助劑0.2份、調節劑0.1份；
所述鐵粉、錫粉、鉻粉、氧化鋅、硫化亞錳、氧化鋁、電解銅、石墨粉的粒度均為0.1-100μm；
所述切削劑以重量為單位，由以下原料製成：切削油14份、磷酸三丙酯10份、二壬基萘磺酸鈣4份、2，6-二叔丁基對甲酚6份、十二烯基丁二酸5份、三乙醇胺硼酸酯8份、聚丙烯醯胺6份、十二烷基苯磺酸鈉8份、苯甲酸6份、油酸醯胺3份、乙二胺四乙酸四鈉2份、氨基羧酸類螯合劑1份、聚乙二醇8份；
所述潤滑劑，以重量為單位，由以下原料製成：聚乙烯基異丁醚20份、氯化石蠟8份、氧化鎂微粒4份、硬脂酸鋅6份、羧酸醯胺8份、醋酸丁脂12份、硼酸6份、N-甲基吡咯烷酮7份、二甲基甲醯胺6份；
所述強化劑為701粉強化劑；
所述粘結劑由硬脂酸鋅和機油按質量比2:1混合而成；
所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷；
所述抗磨劑為二氧化矽；
所述加工助劑為硫化錳；
所述調節劑為丙烯酸酯類調節劑；
所述粉末冶金的製備方法，包括以下步驟：
S1：將鐵粉、錫粉、鉻粉、氧化鋅、硫化亞錳、氧化鋁、電解銅、石墨粉、硬脂酸、切削劑、潤滑劑、強化劑、粘結劑、增粘劑、抗磨劑、加工助劑、調節劑一起導入拌料筒中進行攪拌形成混合粉料，攪拌均勻後通過過濾網進行過濾，混合粉料中物料粒度粗於140目的顆粒物被隔離收集後進行粉碎再篩選，然後倒入各個標準劑量桶中備用；
所述切削劑的製備方法，包括以下步驟：
步驟1，將切削油、磷酸三丙酯、二壬基萘磺酸鈣、2，6-二叔丁基對甲酚、十二烯基丁二酸、三乙醇胺硼酸酯、聚丙烯醯胺、十二烷基苯磺酸鈉、苯甲酸混合均勻，然後將混合物加熱至52℃；
步驟2，在步驟1所得混合物中加入剩餘組分，繼續加熱至76℃，並保溫3.5h，製得切削劑；
所述潤滑劑通過以下製備方法製得：
將潤滑劑的原料組分加入到反應釜中於420℃反應19h，固化後然後採用對粒子具有切剪力的錐形磨作為機械分散設備，進行研磨分散，製得潤滑劑；
S2：將步驟S1製得的標準劑量桶中的混合粉料直接倒入壓坯模具中，在壓力機的壓力為520MPa下壓制，製成零件毛坯的形狀；
S3：將步驟S2製得的毛坯送入加熱爐中進行燒結，加熱溫度為720℃，冷卻後形成緻密的半成品；
S4：將步驟S3製得的半成品表面塗防鏽油後放置在貨架上進行2天時效處理；
S5：將步驟S4製得的時效處理過的半成品進行整形和表面打磨，形成標準產品。
實施例3
一種粉末冶金，以重量為單位，由以下原料製成：鐵粉200份、錫粉6份、鉻粉3份、氧化鋅2份、硫化亞錳1.8份、氧化鋁1.4份、電解銅1.5份、石墨粉1份、硬脂酸5份、切削0.4-0.6份、潤滑劑0.6份、強化劑0.2份、粘結劑0.8份、增粘劑0.2份、抗磨劑0.8份、加工助劑0.3份、調節劑0.2份；
所述鐵粉、錫粉、鉻粉、氧化鋅、硫化亞錳、氧化鋁、電解銅、石墨粉的粒度均為0.1-100μm；
所述切削劑以重量為單位，由以下原料製成：切削油16份、磷酸三丙酯12份、二壬基萘磺酸鈣6份、2，6-二叔丁基對甲酚10份、十二烯基丁二酸7份、三乙醇胺硼酸酯12份、聚丙烯醯胺12份、十二烷基苯磺酸鈉10份、苯甲酸9份、油酸醯胺8份、乙二胺四乙酸四鈉6份、氨基羧酸類螯合劑2份、聚乙二醇14份；
所述潤滑劑，以重量為單位，由以下原料製成：聚乙烯基異丁醚40份、氯化石蠟14份、氧化鎂微粒8份、硬脂酸鋅12份、羧酸醯胺14份、醋酸丁脂15份、硼酸10份、N-甲基吡咯烷酮12份、二甲基甲醯胺10份；
所述強化劑為701粉強化劑；
所述粘結劑由硬脂酸鋅和機油按質量比2-5:1-2混合而成；
所述增粘劑為環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷；
所述抗磨劑為二氧化矽；
所述加工助劑為硫化錳；
所述調節劑為丙烯酸酯類調節劑；
所述粉末冶金的製備方法，包括以下步驟：
S1：將鐵粉、錫粉、鉻粉、氧化鋅、硫化亞錳、氧化鋁、電解銅、石墨粉、硬脂酸、切削劑、潤滑劑、強化劑、粘結劑、增粘劑、抗磨劑、加工助劑、調節劑一起導入拌料筒中進行攪拌形成混合粉料，攪拌均勻後通過過濾網進行過濾，混合粉料中物料粒度粗於160目的顆粒物被隔離收集後進行粉碎再篩選，然後倒入各個標準劑量桶中備用；
所述切削劑的製備方法，包括以下步驟：
步驟1，將切削油、磷酸三丙酯、二壬基萘磺酸鈣、2，6-二叔丁基對甲酚、十二烯基丁二酸、三乙醇胺硼酸酯、聚丙烯醯胺、十二烷基苯磺酸鈉、苯甲酸混合均勻，然後將混合物加熱至58℃；
步驟2，在步驟1所得混合物中加入剩餘組分，繼續加熱至76-92℃，並保溫2.5-3.5h，製得切削劑；
所述潤滑劑通過以下製備方法製得：
將潤滑劑的原料組分加入到反應釜中於480℃反應11h，固化後然後採用對粒子具有切剪力的錐形磨作為機械分散設備，進行研磨分散，製得潤滑劑；
S2：將步驟S1製得的標準劑量桶中的混合粉料直接倒入壓坯模具中，在壓力機的壓力為580MPa下壓制，製成零件毛坯的形狀；
S3：將步驟S2製得的毛坯送入加熱爐中進行燒結，加熱溫度為840℃，冷卻後形成緻密的半成品；
S4：將步驟S3製得的半成品表面塗防鏽油後放置在貨架上進行6天時效處理；
S5：將步驟S4製得的時效處理過的半成品進行整形和表面打磨，形成標準產品。
下表列出了本發明實施例1-3粉末冶金配方、常用粉末冶金配方及純鐵粉製得產品在拉伸強度和硬度上的對比，結果如下表所示。
由表中可以看出，採用本發明粉末冶金配方後，產品的拉伸強度和硬度均得到了顯著的提高。
以上內容不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明，對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明由所提交的權利要求書確定的專利保護範圍。