一種陶瓷結合劑粉末冶金機械零件的製備方法
2023-05-16 07:48:56
專利名稱：一種陶瓷結合劑粉末冶金機械零件的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種粉末冶金機械零件加工技術，特別涉及一種陶瓷結合劑粉末冶金機械零件的製備方法。
背景技術：
粉末冶金機械零件是指用粉末冶金法製造的機械結構零件、滑動軸承及摩擦材料等製品，這種零件在機械製造工業中應用十分廣泛，特別在家電、汽車、農機、工程機械、通用機械等行業。用粉末冶金方法製造零件與常規的鑄、鍛、切削加工製造同樣的零件相比， 具有少、無切削加工、節能、節材、無環境汙染、成本低、高效等特點，能生產具有特殊性能和其它工藝難以生產或無法生產的材料和製品。陶瓷結構零件由於其硬度大、耐磨性能好、重量輕、耐熱性能好，廣泛應用在工業生產中，但存在衝擊性能差等不足。如果將粉末冶金機械零件與陶瓷結構零件的性能進行複合，並且在很低的溫度下製造，將為新型複合材料提供更加優選的製備方法。在技術層面講，陶瓷結合劑粉末冶金機械結構零件可以延伸粉末冶金機械零件應用範圍，改善零件耐高溫、耐磨削等綜合性能，具有更加廣闊的發展空間。
發明內容
為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種陶瓷結合劑粉末冶金機械零件的製備方法，該方法具有工藝簡單，操作方便，所製備零件耐高溫、耐磨削、無需高溫燒結的特點，特別適合複雜形狀零件的製備。為了實現上述目的，本發明所採用的技術方案是一種陶瓷結合劑粉末冶金機械零件的製備方法，包括以下步驟第一步，配料原材料成分及重量比如下；100目還原鐵粉40% -60%,325目天然鱗片石墨粉末0. 5-1%UOO目超低溫陶瓷結合劑36. 5% -56%UOO目二氧化鋯2-2. 5%、工業用水玻璃0.5%。第二步，混料將按照第一步配成的原料置入「Y」型混料機中，先將工業用水玻璃與還原鐵粉混合後，依次加入其餘成分，混料時間為45-60分鐘。第三步，篩料用80目篩網過篩第二步的混料。第四步成型在模具60-80°C情況下，將過篩的混料按2. 5-3. 5T/cm2壓力，進行零件毛坯成型，密度為5. 0-5. 5g/cm3。第五步，保溫將零件毛坯放置在烘箱中，烘箱溫度設為40-60°C，保溫時間設為 50-70分鐘。第六步，固化1、將保溫後的零件放置在烘箱中，升溫速度設為0. 5-l°C /分鐘，加熱到80-90°C， 保溫4-5小時；2、升溫速度設為0. 5-rC /分鐘，加熱到90_100°C，保溫10小時；
3、升溫速度設為0.5-l°C/分鐘，加熱到180-200°C，關閉電源隨爐冷卻，自然降溫到50-60°C，零件出爐。第七步根據零件設計要求，採用磨床對零件進行幾何尺寸和表面光潔度精加工， 使其達到設計要求即可。所述工業用玻璃水成分及重量比為10%的矽酸鈉水溶液。由於本發明採用了陶瓷結合劑材料和超低溫固化技術方案，能夠在低溫工藝條件下方便的進行常溫表面硬度為HRA80-100，在1000°C下壓潰強度為200_240MPa，摩擦係數 (有潤滑介質)為0. 02-0. 03的成型零件，用該方法製備的零件少切削、節能節材、無汙染、 成本低、效率高。
具體實施例方式實施例1本實施例的生產工藝是這樣實現的第一步，配料原材料成分及重量比如下100目還原鐵粉40%、325目天然鱗片石墨粉末1 %、100目超低溫陶瓷結合劑 56%、100目二氧化鋯2. 5%、工業用水玻璃0. 5% ；第二步，混料將按照第一步配成的原料IOOKg置入「Y」型混料機中，先將工業用水玻璃與還原鐵粉混合後，依次加入其餘成分，混料時間為45分鐘；第三步，篩料用80目篩網過篩第二步的混料；第四步，成型在模具60°C情況下，將過篩的混料按2. 5T/cm2壓力，進行零件毛坯成型，密度為5. Og/cm3。第五步，保溫將零件毛坯放置在烘箱中，烘箱溫度設為40°C，保溫時間設為50分鐘；第六步，固化1、將保溫後的零件放置在烘箱中，升溫速度設為0. 5°C /分鐘，加熱到80°C，保溫 4小時；2、升溫速度設為0. 5°C /分鐘，加熱到90°C，保溫10小時；3、升溫速度設為0.5°C /分鐘，加熱到180°C，關閉電源隨爐冷卻，自然降溫到 50°C，零件出爐；第七步根據零件設計要求，採用磨床對零件進行幾何尺寸和表面光潔度精加工， 使其達到設計要求即可。測試評價本實例結果，常溫表面硬度HRA90-100 ；在1000°C下，壓潰強度MOMPa， 摩擦係數(有潤滑介質)0. 03。實施例2本實施例的生產工藝是這樣實現的，包括以下步驟第一步，配料原材料成分及重量比如下100目還原鐵粉50%、325目天然鱗片石墨粉末0. 7%、100目超低溫陶瓷結合劑 46. 5% UOO目二氧化鋯2.3%、質量濃度10%的矽酸鈉水溶液0.5% ；第二步，混料將按照第一步配成的原料IOOKg置入「Y」型混料機中，先將工業用水玻璃與還原鐵粉混合後，依次加入其餘成分，混料時間為50分鐘；第三步，篩料用80目篩網過篩第二步的混料；第四步，成型在模具80°C情況下，將過篩的混料按3. 5T/cm2壓力，進行零件毛坯成型，密度為5. 3g/cm3 ；第五步，保溫將零件毛坯放置在烘箱中，烘箱溫度設為60°C，保溫時間設為60分鐘；第六步，固化1、將保溫後的零件放置在烘箱中，升溫速度設為1°C /分鐘，加熱到80°C，保溫4 小時；2、升溫速度設為0. 5°C /分鐘，加熱到90°C，保溫10小時；3、升溫速度設為0.5°C /分鐘，加熱到200°C，關閉電源隨爐冷卻，自然降溫到 60°C，零件出爐；第七步根據零件設計要求，採用磨床對零件進行幾何尺寸和表面光潔度精加工， 使其達到設計要求即可。測試評價本實例結果，常溫表面硬度HRA85-95 ；在1000°C下，壓潰強度220MPa，摩擦係數(有潤滑介質)0. 025.實施例3本實施例的生產工藝是這樣實現的，包括以下步驟第一步，配料原材料成分及重量比如下100目還原鐵粉60%、325目天然鱗片石墨粉末1 %、100目超低溫陶瓷結合劑 36. 5%%,100目二氧化鋯2%、質量濃度10%的矽酸鈉水溶液0.5% ；第二步，混料將按照第一步配成的原料IOOKg置入「Y」型混料機中，先將工業用水玻璃與還原鐵粉混合後，依次加入其餘成分，混料時間為60分鐘；第三步，篩料用80目篩網過篩第二步的混料；第四步，成型在模具80°C情況下，將過篩的混料按3. 5T/cm2壓力，進行零件毛坯成型，密度為5. 5g/cm3 ；第五步，保溫將零件毛坯放置在烘箱中，烘箱溫度設為60°C，保溫時間設為70分鐘；第六步，固化1、將保溫後的零件放置在烘箱中，升溫速度設為1°C /分鐘，加熱到90°C，保溫5 小時；2、升溫速度設為1°C /分鐘，加熱到100°C，保溫10小時；3、升溫速度設為1°C /分鐘，加熱到200°C，關閉電源隨爐冷卻，自然降溫到60°C，
零件出爐；第七步根據零件設計要求，採用磨床對零件進行幾何尺寸和表面光潔度精加工， 使其達到設計要求即可。測試評價本實例結果，常溫表面硬度HRA80-90 ；在1000°C下，壓潰強度200MPa，摩擦係數(有潤滑介質)0. 02.綜合評價三個實例的結果，均能夠滿足產品技術要求，但從綜合性能指標及生產實際來考慮，第二個實例例的效果最佳。
權利要求
1. 一種陶瓷結合劑粉末冶金機械零件的製備方法，其特徵在於包括以下步驟第一步，配料原材料成分及重量比如下；100目還原鐵粉40%-60%、325目天然鱗片石墨粉末0. 5-1% UOO目超低溫陶瓷結合劑36. 5% -56% UOO目二氧化鋯2-2. 5%、工業用水玻璃0. 5% ；第二步，混料將按照第一步配成的原料置入「Y」型混料機中，先將工業用水玻璃與還原鐵粉混合後，依次加入其餘成分，混料時間為45-60分鐘；第三步，篩料用80目篩網過篩第二步的混料；第四步，成型在模具60-80°C情況下，將過篩的混料按2. 5-3. 5T/cm2壓力，進行零件毛坯成型，密度為5. 0-5. 5g/cm3 ；第五步，保溫將零件毛坯放置在烘箱中，烘箱溫度設為40-60°C，保溫時間設為50-70 分鐘；第六步，固化1、將保溫後的零件放置在烘箱中，升溫速度設為0.5-l°C /分鐘，加熱到80-90°C，保溫 4-5小時；2、升溫速度設為0.5-1 °C /分鐘，加熱到90-100°C，保溫10小時；3、升溫速度設為0.5-rC /分鐘，加熱到180-200°C，關閉電源隨爐冷卻，自然降溫到 50-60°C，零件出爐；第七步根據零件設計要求，採用磨床對零件進行幾何尺寸和表面光潔度精加工，使其達到設計要求即可。
2.根據權利要求1所述的一種陶瓷結合劑粉末冶金機械零件的製備方法，其特徵在於所述工業用玻璃水成分及重量比如下10%的矽酸鈉水溶液。
全文摘要
一種陶瓷結合劑粉末冶金機械零件的製備方法，包括配料、混料、篩料、成型、保溫、加熱以及對零件進行幾何尺寸和表面光潔度精加工等步驟；所述零件的材料和成分重量比為還原鐵粉40％-60％、天然鱗片石墨粉末0.5-1％、超低溫陶瓷結合劑36.5％-56％、二氧化鋯2-2.5％、工業用水玻璃0.5％；該方法能夠在低溫工藝條件下方便的進行成型常溫表面硬度為HRA80-100，1000℃下壓潰強度為200-240MPa，摩擦係數(有潤滑介質)為0.02-0.03的零件，具有工藝簡單、操作方便、無汙染、成本低、效率高的特點。
文檔編號B22F3/02GK102240804SQ20111017400
公開日2011年11月16日 申請日期2011年6月28日 優先權日2011年6月28日
發明者張亮, 張江學, 楊聰斌, 林育陽, 王留永, 謝謙, 貟月婷, 趙宇 申請人:陝西華夏粉末冶金有限責任公司