一種粉末冶金工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種粉末冶金工藝，包括壓制步驟、燒結(jié)步驟、浸油步驟、精整步驟、蒸汽處理步驟，所述燒結(jié)步驟為將毛胚件進(jìn)行脫脂處理，將脫脂后的金屬粉坯與吸氣劑、惰性粉末填料置于可焊封的金屬罐內(nèi)形成封閉體系后，將密封罐置于燒結(jié)爐中升溫至保溫溫度下燒結(jié)，燒結(jié)完畢待罐冷卻后，切開密封罐或在密封罐上銑或鉆出出料口．取出成品與填料，得到半成品件。本發(fā)明提供的方法成本低廉，成品性能可靠、適用范圍廣；同時(shí)，本發(fā)明采用密封燒結(jié)的工藝，使含有活性元素的金屬粉末在燒結(jié)過程中不僅不被氧化、碳化或氮化，而且可以脫氧、脫碳和脫氮。
【專利說明】一種粉末冶金工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冶金工藝，尤其涉及一種粉末冶金工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]一般社會(huì)上所采用的粉末冶金工藝，多經(jīng)過混料-攪拌-成型-燒結(jié)-整型-二次燒結(jié)-機(jī)械加工-熱處理-振蕩研磨-真空浸油等工序。由于國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)越來越重視，在機(jī)械行業(yè)中，簡(jiǎn)化工藝步驟將能夠節(jié)約很多能源。但也有為了提高批量生產(chǎn)的高效性，如采用精簡(jiǎn)配方、減少工藝步驟的方式，那么其制造的效率就可大大提高，如CN1851280A公開了一種可焊性粉末冶金軸承及生產(chǎn)工藝，其粉末材料組成包括100份鐵粉，它還包含石墨粉0.5至1.2份、二硫化鑰0.4至0.5份、銅粉0.5至3份。在粉末材料組成中還包含有機(jī)油0.08份及0.8份以下的硬脂酸鋅，軸承成品中的含碳量是百分之零點(diǎn)四。這種可焊性粉末冶金軸承的生產(chǎn)工藝是將確定配方的粉末材料均勻混合，壓制然后燒結(jié)，燒結(jié)溫度1050°C至1200°C，再復(fù)壓或精加工，可再進(jìn)行蒸汽處理或淬火，最后熱浸油。達(dá)到了精簡(jiǎn)配方、減少工藝步驟的目的，但制造工藝仍有局限性，對(duì)特殊工藝需求適應(yīng)性較差。
[0003]CN101249564公開了一種粉末冶金工藝，包括壓制步驟、燒結(jié)步驟、浸油步驟、精整步驟、蒸汽處理步驟，工藝步驟中的將鐵基粉末按配比均勻混合；把鐵基粉末送入壓機(jī)，由壓機(jī)完成將鐵基粉末送入預(yù)設(shè)的產(chǎn)品模具，并壓制成產(chǎn)品毛坯件；將產(chǎn)品毛坯件置入傳送網(wǎng)帶，傳送網(wǎng)帶按照設(shè)定的速度送入燒結(jié)爐；在燒結(jié)過程中使用氣體反復(fù)抽取與加壓，并調(diào)整燒結(jié)爐的溫度；將產(chǎn)品毛坯件燒結(jié)成半成品件；將半成品件冷卻并浸入機(jī)油中處理；將半成品件放入整形模中進(jìn)行精校正；將精校正半成品件蒸汽處理，使半成品件表面形成防銹層；去毛刺步驟:將具有防銹層半成品件經(jīng)過噴丸、振動(dòng)和人工去毛刺操作，進(jìn)行去毛刺處理。其性價(jià)比高；能在產(chǎn)品表面形成致密的保護(hù)膜，提高防銹的性能。該專利工藝過程復(fù)雜，煅燒操作難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種粉末冶金工藝方法，包括壓制步驟、燒結(jié)步驟、浸油步驟、精整步驟、蒸汽處理步驟，其特征是:所述粉末冶金工藝方法包括:
[0005](I)混合步驟:將鐵基粉末按配比均勻混合，并裝罐待用；
[0006](2)壓制步驟:把混合好的裝罐的所述的鐵基粉末送入壓機(jī)，由壓機(jī)完成將所述的鐵基粉末送入預(yù)設(shè)的產(chǎn)品模具，并壓制成產(chǎn)品毛坯件；
[0007](3)燒結(jié)步驟:將毛胚件進(jìn)行脫脂處理，將脫脂后的金屬粉坯與吸氣劑、惰性粉末填料置于可焊封的金屬罐內(nèi)形成封閉體系后，將密封罐置于燒結(jié)爐中升溫至保溫溫度下燒結(jié)，燒結(jié)完畢待罐冷卻后，切開密封罐或在密封罐上銑或鉆出出料口.取出成品與填料，得到半成品件；
[0008](4)浸油步驟:將所述的半成品件冷卻并浸入機(jī)油中處理；[0009](5)精整步驟:將所述的半成品件放入整形模中進(jìn)行精校正，使所述的半成品件達(dá)到要求的公差范圍；
[0010](6)蒸汽處理步驟:將精校正所述的半成品件蒸汽處理，使所述的半成品件表面形成防銹層；
[0011](7)去毛刺步驟:將具有防銹層所述的半成品件經(jīng)過噴丸、振動(dòng)和人工去毛刺操作，進(jìn)行去毛刺處理。
[0012]優(yōu)選地，步驟(3)所述吸氣劑為鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、及其氫化物、鋁、鎂、鈣、鋇、稀
土金屬、氫化鈣、稀土金屬氫化物中任意一種或至少兩種的組合，所述組合例如鈦/鋯、鈣/稀土金屬、氫化鈣/稀土金屬氫化物//鈣等，優(yōu)選鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、及其氫化物中任意一種或至少兩種與鋁、鎂、鈣、鋇、稀土金屬、氫化鈣、稀土金屬氫化物中任意一種或幾種的組合。
[0013]優(yōu)選地，步驟(3)所述的惰性粉末填料為氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣、稀土金屬氧化物、氧化鋯、難熔金屬粉末鎢中任意一種。
[0014]優(yōu)選地，在惰性粉末填料中添加少量的任意一種鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鈣、稀土金屬的氫化物。
[0015]優(yōu)選地，步驟(4)所述的浸油步驟的油溫度是68-95 °C，例如68.2°C、70°C、71.51:、75.31:、801:、831:、881:、921:等，優(yōu)選 70-93 °C，進(jìn)一步優(yōu)選 72_90°C，最優(yōu)選90 0C ；
[0016]優(yōu)選地，步驟(4)所述的浸油的時(shí)間是15-40min,優(yōu)選18_35min,特別優(yōu)選23_33min 等。
[0017]優(yōu)選地，步驟(6)所述的蒸汽處理步驟的溫度是700°C，優(yōu)選500-900°C，進(jìn)一步優(yōu)選600-800°C，特別優(yōu)選900°C ;所述蒸汽處理時(shí)間是4_7h，優(yōu)選4.5-6.5h，進(jìn)一步優(yōu)選5h ；所述的蒸汽處理步驟使用過飽和的水蒸汽。
[0018]優(yōu)選地，步驟(4)所述的浸油步驟的氣壓小于常壓。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用的粉末冶金工藝步驟包括混合步驟、壓制步驟、燒結(jié)步驟、浸油步驟、精整步驟、蒸汽處理步驟、去毛刺步驟，成本低廉，成品性能可靠、適用范圍廣；同時(shí)，本發(fā)明采用密封燒結(jié)的工藝，使含有活性元素的金屬粉末在燒結(jié)過程中不僅不被氧化、碳化或氮化，而且可以脫氧、脫碳和脫氮。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為便于理解本發(fā)明，本發(fā)明列舉實(shí)施例如下。本發(fā)明實(shí)施例工藝流程包括:
[0021](I)混合步驟:將原輔材料按照配比混合均勻。
[0022](2)壓制步驟:把混合好的鐵粉送入壓機(jī)上部，通過加粉盒加入模具的型腔內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)壓制，壓制的速度每分鐘8件，然后用機(jī)械手送到轉(zhuǎn)盤內(nèi)。
[0023](3)燒結(jié)步驟:經(jīng)脫脂處理的鉻含量為65%的鐵鉻合金粉末成形坯的氧、氮含量分別為0.32%、0.01 6%，用I號(hào)罐燒結(jié)。將I克鎂粉、1.5克鈦粉、I克氫化鈦粉與25克氧化鋁粉混合均勻置于罐的底部，再將25克氧化鋁粉與數(shù)個(gè)鐵鉻合金粉坯混合均勻后置于罐的上部。將罐封焊并照實(shí)施例二進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)后其氧、氮含量分別為0.047%、0.0011%。
[0024](4)浸油步驟:將32#機(jī)油倒入桶內(nèi)，用電熱管加熱至90°C，把所要浸油的產(chǎn)品放入鐵絲籃內(nèi)，吊入盛有機(jī)油并加熱的鐵桶內(nèi)，浸30分鐘后吊出浙干，機(jī)油不夠時(shí)重新倒入新機(jī)油，保持一定的油量。
[0025](5)精整步驟:要求高的產(chǎn)品燒結(jié)后有一定程度的變形，需通過整形來保證形位公差，整形設(shè)備為200噸或100噸的油壓機(jī)，壓機(jī)上有整形模架，產(chǎn)品放入整形模中進(jìn)行校正，從而使產(chǎn)品達(dá)到要求公差范圍。
[0026](6)蒸汽處理步驟:產(chǎn)品放入鐵籃內(nèi)，吊入蒸汽處理爐內(nèi)，用電阻絲加熱至700°C，保溫5小時(shí)，通入過飽和的水蒸汽，鐵和水蒸汽發(fā)生反應(yīng)，生成四氧化三鐵和氫氣，氫氣通過出氣管引燃，蒸汽處理后的產(chǎn)品表面致密不易生銹，并不會(huì)漏氣，水蒸汽有專門的水蒸汽發(fā)生爐供應(yīng)，自動(dòng)加水到一定壓力后自動(dòng)切斷電源保溫，操作簡(jiǎn)單。
[0027](7)去毛刺步驟:包括噴丸、振動(dòng)、人工去毛刺，噴丸去毛刺就是把產(chǎn)品倒入噴砂機(jī)中用不銹鋼丸用一定的噴射速度噴向產(chǎn)品，產(chǎn)品在橡膠帶上滾動(dòng)把產(chǎn)品上毛刺噴掉。振動(dòng)去毛刺，把一定數(shù)量的產(chǎn)品和一定比例的磨料共同倒入振動(dòng)機(jī)槽內(nèi)進(jìn)行振動(dòng)，經(jīng)30分鐘后取出產(chǎn)品和磨料然后分開，人工去毛刺就是用鉆床把產(chǎn)品小孔邊上的毛刺去掉。
[0028]實(shí)施例2:
[0029]一種粉末冶金工藝方法，包括:
[0030](I)混合步驟:將原輔材料按照配比混合均勻。
[0031](2)壓制步驟:把混合好的鐵粉送入壓機(jī)上部，通過加粉盒加入模具的型腔內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)壓制，壓制的速度每分鐘8件，然后用機(jī)械手送到轉(zhuǎn)盤內(nèi)。
[0032](3)燒結(jié)步驟:經(jīng)脫脂處理的鉻含量為65%的鐵鉻合金粉末成形坯的氧、氮含量分別為0.4%,0.056%，用I號(hào)罐燒結(jié)。將I克鈣粉、1.5克氫化鋁、I克鈦粉與27克氧化鋇粉混合均勻置于罐的底部，再將27克氧化鋁粉與數(shù)個(gè)鐵鉻合金粉坯混合均勻后置于罐的上部。將罐封焊并照實(shí)施例二進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)后其氧、氮含量分別為0.047%,0.0011%。
[0033](4)浸油步驟:將32#機(jī)油倒入桶內(nèi)，用電熱管加熱至95°C，把所要浸油的產(chǎn)品放入鐵絲籃內(nèi)，吊入盛有機(jī)油并加熱的鐵桶內(nèi)，浸40分鐘后吊出浙干，機(jī)油不夠時(shí)重新倒入新機(jī)油，保持一定的油量。
[0034](5)精整步驟:要求高的產(chǎn)品燒結(jié)后有一定程度的變形，需通過整形來保證形位公差，整形設(shè)備為200噸或100噸的油壓機(jī)，壓機(jī)上有整形模架，產(chǎn)品放入整形模中進(jìn)行校正，從而使產(chǎn)品達(dá)到要求公差范圍。
[0035](6)蒸汽處理步驟:產(chǎn)品放入鐵籃內(nèi)，吊入蒸汽處理爐內(nèi)，用電阻絲加熱至900°C，保溫7小時(shí)，通入過飽和的水蒸汽，鐵和水蒸汽發(fā)生反應(yīng)，生成四氧化三鐵和氫氣，氫氣通過出氣管引燃，蒸汽處理后的產(chǎn)品表面致密不易生銹，并不會(huì)漏氣，水蒸汽有專門的水蒸汽發(fā)生爐供應(yīng)，自動(dòng)加水到一定壓力后自動(dòng)切斷電源保溫，操作簡(jiǎn)單。
[0036](7)去毛刺步驟:包括噴丸、振動(dòng)、人工去毛刺，噴丸去毛刺就是把產(chǎn)品倒入噴砂機(jī)中用不銹鋼丸用一定的噴射速度噴向產(chǎn)品，產(chǎn)品在橡膠帶上滾動(dòng)把產(chǎn)品上毛刺噴掉。振動(dòng)去毛刺，把一定數(shù)量的產(chǎn)品和一定比例的磨料共同倒入振動(dòng)機(jī)槽內(nèi)進(jìn)行振動(dòng)，經(jīng)30分鐘后取出產(chǎn)品和磨料然后分開，人工去毛刺就是用鉆床把產(chǎn)品小孔邊上的毛刺去掉。
[0037]本發(fā)明的最佳實(shí)施例已被闡明，由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員做出的各種變化或改型都不會(huì)脫離本發(fā)明的范圍。
[0038] 申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過上述實(shí)施例來說明本發(fā)明的詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述詳細(xì)工藝設(shè)備和工藝流程才能實(shí)施。所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品各原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種粉末冶金工藝方法，包括壓制步驟、燒結(jié)步驟、浸油步驟、精整步驟、蒸汽處理步驟，其特征是:所述粉末冶金工藝方法包括: (1)混合步驟:將鐵基粉末按配比均勻混合，并裝罐待用； (2)壓制步驟:把混合好的裝罐的所述的鐵基粉末送入壓機(jī)，由壓機(jī)完成將所述的鐵基粉末送入預(yù)設(shè)的產(chǎn)品模具，并壓制成產(chǎn)品毛坯件； (3)燒結(jié)步驟:將毛胚件進(jìn)行脫脂處理，將脫脂后的金屬粉坯與吸氣劑、惰性粉末填料置于可焊封的金屬罐內(nèi)形成封閉體系后，將密封罐置于燒結(jié)爐中升溫至保溫溫度下燒結(jié)，燒結(jié)完畢待罐冷卻后，切開密封罐或在密封罐上銑或鉆出出料口.取出成品與填料，得到半成品件； (4)浸油步驟:將所述的半成品件冷卻并浸入機(jī)油中處理； (5)精整步驟:將所述的半成品件放入整形模中進(jìn)行精校正，使所述的半成品件達(dá)到要求的公差范圍； (6)蒸汽處理步驟:將精校正所述的半成品件蒸汽處理，使所述的半成品件表面形成防銹層； (7)去毛刺步驟:將具有防銹層所述的半成品件經(jīng)過噴丸、振動(dòng)和人工去毛刺操作，進(jìn)行去毛刺處理。
2.如權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于，步驟(3)所述吸氣劑為鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、及其氫化物、鋁、鎂、鈣、鋇、稀土金屬、氫化鈣、稀土金屬氫化物中任意一種或至少兩種的組合，優(yōu)選鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、及其氫化物中任意一種或至少兩種與鋁、鎂、鈣、鋇、稀土金屬、氫化鈣、稀土金屬氫化物中任意一種或幾種的組合。
3.如權(quán)利要求1-2之一所述的方法，其特征在于，步驟(3)所述的惰性粉末填料為氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣、稀土金屬氧化物、氧化鋯、難熔金屬粉末鎢中任意一種。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，在惰性粉末填料中添加少量的任意一種鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭、鈣、稀土金屬的氫化物。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的工藝方法，其特征在于，步驟(4)所述的浸油步驟的油溫度是68-95°C，優(yōu)選70-93°C，進(jìn)一步優(yōu)選72_90°C，最優(yōu)選90°C ； 優(yōu)選地，步驟(4)所述的浸油的時(shí)間是15-40min,優(yōu)選18_35min,特別優(yōu)選23_33min坐寸ο
6.所如權(quán)利要求1-5之一所述的工藝方法，其特征在于，步驟(6)所述的蒸汽處理步驟的溫度是700°C，優(yōu)選500-900°C，進(jìn)一步優(yōu)選600_800°C，特別優(yōu)選900°C ;所述蒸汽處理時(shí)間是4-7h,優(yōu)選4.5-6.5h,進(jìn)一步優(yōu)選5h ;所述的蒸汽處理步驟使用過飽和的水蒸汽。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的工藝方法，其特征是:步驟(4)所述的浸油步驟的氣壓小于常壓。
【文檔編號(hào)】B22F3/16GK103785836SQ201210422940
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】錢關(guān)林 申請(qǐng)人:無錫蕩口通和紡織機(jī)械廠