一種汽車連杆粉末冶金的製備方法

2023-10-26 05:17:07

專利名稱：一種汽車連杆粉末冶金的製備方法
技術領域：
本發明主要涉及一種汽車連杆粉末冶金的製備方法，屬於鑄造領域。
背景技術：
隨著我國經濟不斷發展，粉末冶金結構用途越來越廣。粉末冶金作為一種近淨成型技術，在生產結構件等批量大、尺寸精度高、加工費高昂的零件時有很大的經濟優勢。但粉末冶金結構件存在一個弱點:產品在未燒結前壓坯強度很低，導致成型與搬運過程中容易出現裂紋，且無法在製造過程中探知。這在某些應用上如汽車關鍵部位零件是致命的缺陷，導致了粉末冶金結構件只能應用在中低風險受力件上，使用範圍受到了很大的限制。粉末冶金結構件強度主要受三方面因數影響:一是材料成分，二是產品密度，三是產品在成型與搬運過程中是否出現裂紋。材料成分影響製造成本，產品密度對成型機臺與模具損耗影響很大，而裂紋主要受壓坯強度影響，且很難探知。

發明內容
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種汽車連杆粉末冶金的製備方法。本發明是通過以下技術方案實現的:
一種汽車連杆粉末冶金的製備方法，它包括以下步驟:
(O配料:所述的汽車連杆是由下述重量百分比的原料製成:
0.4-0.6% 的鎳、0.4-0.6% 的石墨、0.6 -0.8% 的氧化鋅粉、0.4-0.6% 的鎘、0.3-0.4% 的硬脂酸鋅、1-2%的改性助劑、4-6%的銅、其餘為鐵；
所述的改性助劑是由下述重量份的原料製成:
納米二氧化矽90-100、氫氧化鈣30-40、硬脂酸30-40、過氧化二異丙苯6_8、聚乙烯醋酸乙烯酯8-10、失水山梨醇單油酸酯2-4、納米鉻粉2-3、液體石蠟3-4、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷0.8-1、水適量；
所述的改性助劑的製備方法包括以下步驟:
Α、將上述重量份的氫氧化鈣加入到等質量的水中，在90-110°C下攪拌加熱20-30分鐘，得氫氧化鈣水溶液；
B、將上述重量份的硬脂酸加熱到60-70°C，加入上述重量份的失水山梨醇單油酸酯、納米鉻粉，升高溫度至於80-85°C，恆溫攪拌1-2小時，在攪拌條件下緩慢添加入上述氫氧化鈣水溶液，添加完畢後繼續攪拌1-2小時，得混合液；
C、將上述重量份的納米二氧化矽顆粒分散到水中，得到含納米二氧化矽的懸浮液；
D、在上述含納米二氧化矽的懸浮液中加入上述重量份的過氧化二異丙苯、聚乙烯醋酸乙烯酯、液體石蠟在500-600轉/分的速度下攪拌40-50分鐘，再加入上述重量份的乙烯基三(β -甲氧基乙氧基) 矽烷與步驟B得到的混合液，高速1800-2000轉/分攪拌20-30分鐘，烘乾，研碎成超細粉末，即得所述改性助劑。
(2)壓制:將上述重量份的銅、鐵、改性助劑預先混合，再加入剩餘各原料，在600-1000 MPa的壓力下壓制3_4分鐘，製成冷壓毛坯；
(3)燒結:在燒結氣氛為真空、還原性氣氛或惰性氣氛的條件下，將上述冷壓毛坯在l-5MPa的壓力下進行燒結，溫度制度為:先在800-900°C下預燒20-30分鐘，再在溫度為900-1200°C下恆溫燒結1-2小時，然後再以4-6°C /分的速度降低溫度至常溫冷卻，得到毛坯；
(4)整形:將燒結後的毛坯用整形模具對其進行整形，得半成品；
(5)熱處理:將上述半成品在860-880°C下保溫1-3小時，然後進入油槽淬火，油溫為45-55 0C ；
(6)冷處理:將熱處理後的半成品在常溫下靜置18-20小時，放入-50--60°C的環境下冷處理60-80分鐘；
(7)回火:將冷處理後的半成品送入回火爐回火1-2小時，回火溫度200-250°C，保溫1-2小時；
(8)磷化:預磷化:磷化液溶液溫度為90-100°C，預磷化時間為10-15分鐘；酸洗:在室溫下用濃度為10-12%的鹽酸溶液酸洗1-3分鐘；常溫水洗2-3次；再磷化:磷化液溫度為90-100°C，磷化時間為20-30分鐘；溫度為70-80°C的水清洗2_3次；烘乾即得所述汽車連杆；
本發明的優點是:
本發明通過加入的改性助劑，在混合原料中提供了超細粉末，這種超細粉末能夠填充在大顆粒的縫隙間，從而提高了混合料的松裝密度，且該超細粉末的主要成分為納米二氧化矽和硬脂酸鈣，通過矽烷偶聯劑、過氧化二異丙苯等助劑得到的新型改性助劑，進一步提高了製品的耐磨性等各項物理特性，其中聚乙烯醋酸乙烯酯和液體石蠟作為潤滑劑添加到改性助劑中，增強了該改性助劑在混合壓制的效果，在同等壓制壓力下大幅提高粉末冶金結構件壓坯強度，改變了原材料顆粒結合形態與孔隙形狀，從根源上解決了裂紋的產生。
具體實施例方式實施例1
一種汽車連杆粉末冶金的製備方法，它包括以下步驟:
(O配料:所述的汽車連杆是由下述重量百分比的原料製成:
(I)配料:所述的汽車連杆是由下述重量百分比的原料製成:
0.6%的鎳、0.6%的石墨、0.6 -0.8%的氧化鋅粉、0.6%的鎘、0.4%的硬脂酸鋅、2%的改性助劑、6%的銅、其餘為鐵；
所述的改性助劑是由下述重量份的原料製成:
納米二氧化矽100、氫氧化鈣40、硬脂酸40、過氧化二異丙苯8、聚乙烯醋酸乙烯酯10、失水山梨醇單油酸酯4、納米鉻粉3、液體石蠟4、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷1、水
適量；
所述的改性助劑的製備方法包括以下步驟: Α、將上述重量份的氫氧化鈣加入到等質量的水中，在110°C下攪拌加熱20-30分鐘，得氫氧化鈣水溶液；B、將上述重量份的硬脂酸加熱到70°C，加入上述重量份的失水山梨醇單油酸酯、納米鉻粉，升高溫度至於85°C，恆溫攪拌2小時，在攪拌條件下緩慢添加入上述氫氧化鈣水溶液，添加完畢後繼續攪拌2小時，得混合液；
C、將上述重量份的納米二氧化矽顆粒分散到水中，得到含納米二氧化矽的懸浮液；
D、在上述含納米二氧化矽的懸浮液中加入上述重量份的過氧化二異丙苯、聚乙烯醋酸乙烯酯、液體石蠟在600轉/分的速度下攪拌50分鐘，再加入上述重量份的乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)矽烷與步驟B得到的混合液，高速2000轉/分攪拌30分鐘，烘乾，研碎成超細粉末，即得所述改性助劑。(2)壓制:將上述重量份的銅、鐵、改性助劑預先混合，再加入剩餘各原料混合，在1000 MPa的壓力下壓制4分鐘，製成冷壓毛坯；
(3)燒結:在燒結氣氛為真空、還原性氣氛或惰性氣氛的條件下，將上述冷壓毛坯在5MPa的壓力下進行燒結，溫度制度為:先在900°C下預燒30分鐘，再在溫度為1200°C下恆溫燒結1-2小時，然後再以6°C /分的速度降低溫度至常溫冷卻，得到毛坯；
(4)整形:將燒結後的毛坯用整形模具對其進行整形，得半成品；
(5)熱處理:將上述半成品在880°C下保溫I小時，然後進入油槽淬火，油溫為55°C；
(6)冷處理:將熱處理後的半成品在常溫下靜置20小時，放入_60°C的環境下冷處理80分鐘；
(7)回火:將冷處理後的半成品送入回火爐回火2小時，回火溫度250°C，保溫1-2小
時；
(8)磷化:預磷化:磷化液溶液溫度為100°C，預磷化時間為15分鐘；酸洗:在室溫下用濃度為12%的鹽酸溶液酸洗I分鐘；常溫水洗3次；再磷化:磷化液溫度為100°C，磷化時間為30分鐘；溫度為80°C的水清洗3次；烘乾即得所述汽車連杆；
性能測試:
極限拉伸強度強度σ b (MPa): 819 屈服強度σ s (MP a): 508 伸長率 δ 5 (%): 16.0 斷面收縮率Ψ (%): 40。
權利要求
1.一種汽車連杆粉末冶金的製備方法，其特徵在於它包括以下步驟: (1)配料:所述的汽車連杆是由下述重量百分比的原料製成:`0.4-0.6% 的鎳、0.4-0.6% 的石墨、0.6 -0.8% 的氧化鋅粉、0.4-0.6% 的鎘、0.3-0.4% 的硬脂酸鋅、1-2%的改性助劑、4-6%的銅、其餘為鐵； 所述的改性助劑是由下述重量份的原料製成: 納米二氧化矽90-100、氫氧化鈣30-40、硬脂酸30-40、過氧化二異丙苯6_8、聚乙烯醋酸乙烯酯8-10、失水山梨醇單油酸酯2-4、納米鉻粉2-3、液體石蠟3-4、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)矽烷0.8-1、水適量； 所述的改性助劑的製備方法包括以下步驟: Α、將上述重量份的氫氧化鈣加入到等質量的水中，在90-110°C下攪拌加熱20-30分鐘，得氫氧化鈣水溶液； B、將上述重量份的硬脂酸加熱到60-70°C，加入上述重量份的失水山梨醇單油酸酯、納米鉻粉，升高溫度至於 80-85°C，恆溫攪拌1-2小時，在攪拌條件下緩慢添加入上述氫氧化鈣水溶液，添加完畢後繼續攪拌1-2小時，得混合液； C、將上述重量份的納米二氧化矽顆粒分散到水中，得到含納米二氧化矽的懸浮液； D、在上述含納米二氧化矽的懸浮液中加入上述重量份的過氧化二異丙苯、聚乙烯醋酸乙烯酯、液體石蠟在500-600轉/分的速度下攪拌40-50分鐘，再加入上述重量份的乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)矽烷與步驟B得到的混合液，高速1800-2000轉/分攪拌20-30分鐘，烘乾，研碎成超細粉末，即得所述改性助劑； (2)壓制:將上述重量份的銅、鐵、改性助劑預先混合，再加入剩餘各原料混合，在600-1000 MPa的壓力下壓制3_4分鐘，製成冷壓毛坯； (3)燒結:在燒結氣氛為真空、還原性氣氛或惰性氣氛的條件下，將上述冷壓毛坯在l-5MPa的壓力下進行燒結，溫度制度為:先在800-900°C下預燒20-30分鐘，再在溫度為900-1200°C下恆溫燒結1-2小時，然後再以4-6°C /分的速度降低溫度至常溫冷卻，得到毛坯； (4)整形:將燒結後的毛坯用整形模具對其進行整形，得半成品； (5)熱處理:將上述半成品在860-880°C下保溫1-3小時，然後進入油槽淬火，油溫為45-55 0C ； (6)冷處理:將熱處理後的半成品在常溫下靜置18-20小時，放入-50--60°C的環境下冷處理60-80分鐘； (7)回火:將冷處理後的半成品送入回火爐回火1-2小時，回火溫度200-250°C，保溫1-2小時； (8)磷化:預磷化:磷化液溶液溫度為90-100°C，預磷化時間為10-15分鐘；酸洗:在室溫下用濃度為10-12%的鹽酸溶液酸洗1-3分鐘；常溫水洗2-3次；再磷化:磷化液溫度為90-100°C，磷化時間為20-30分鐘；溫度為70-80°C的水清洗2_3次；烘乾即得所述汽車連杆。
全文摘要
本發明公開了一種汽車連杆粉末冶金的製備方法，它包括以下步驟所述的汽車連杆是由下述重量百分比的原料製成0.4-0.6%的鎳、0.4-0.6%的石墨、0.6-0.8%的氧化鋅粉、0.4-0.6%的鎘、0.3-0.4%的硬脂酸鋅、1-2%的改性助劑、4-6%的銅、其餘為鐵；本發明通過加入的改性助劑，在混合原料中提供了超細粉末，這種超細粉末能夠填充在大顆粒的縫隙間，從而提高了混合料的松裝密度，且該超細粉末的主要成分為納米二氧化矽和硬脂酸鈣，通過矽烷偶聯劑等助劑得到的新型改性助劑，進一步提高了製品的耐磨性等各項物理特性，其中聚乙烯醋酸乙烯酯和液體石蠟作為潤滑劑添加到改性助劑中，增強了該改性助劑在混合壓制的效果，在同等壓制壓力下大幅提高粉末冶金結構件壓坯強度，改變了原材料顆粒結合形態與孔隙形狀，從根源上解決了裂紋的產生。
文檔編號B22F1/00GK103223487SQ20131012129
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月9日 優先權日2013年4月9日
發明者吳建平 申請人:吳建平