液相燒結(jié)鋁合金部件的制造方法以及液相燒結(jié)鋁合金部件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種適合用作（例如）各種機(jī)械零件的液相燒結(jié)侶合金部件的制造方 法W及液相燒結(jié)侶合金部件。更特別地，本發(fā)明設(shè)及一種液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法， 通過(guò)所述方法有效地獲得了具有高強(qiáng)度和高尺寸精度的液相燒結(jié)侶合金部件。
【背景技術(shù)】
[0002] 燒結(jié)部件被用作汽車(chē)、辦公自動(dòng)化設(shè)備和家用電器等各種領(lǐng)域中的機(jī)械零件。由 于燒結(jié)部件能夠制造為具有良好的機(jī)械性能(例如強(qiáng)度和耐腐蝕性），并具有近似于最終制 品的形狀，所W燒結(jié)部件適合作為復(fù)雜的Ξ維制品的材料。
[0003] 隨著機(jī)械零件的重量減輕的趨勢(shì)，需要用更為輕質(zhì)的材料來(lái)形成燒結(jié)部件，由此 提出了使用包含侶合金的材料。例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了一種液相燒結(jié)侶合金，為了獲得高 強(qiáng)度和高耐磨性，該液相燒結(jié)侶合金形成為在侶合金中包含硬質(zhì)顆粒。按照W下方式制造 該液相燒結(jié)侶合金:對(duì)侶合金粉末和硬質(zhì)顆粒的混合粉末進(jìn)行成形從而形成生壓巧，對(duì)該 生壓巧進(jìn)行液相燒結(jié)W獲得燒結(jié)體，并進(jìn)一步對(duì)該燒結(jié)體進(jìn)行精整(sizing)和熱處理。
[0004] 引用列表
[0005] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本未審查專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No.2009-242883

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 技術(shù)問(wèn)題
[000引然而，在W上技術(shù)中，在熱處理之前對(duì)將形成液相燒結(jié)侶合金的燒結(jié)體進(jìn)行精整。 燒結(jié)體在尺寸精度上存在進(jìn)一步改進(jìn)的空間，并且該制造方法在生產(chǎn)率方面也存在進(jìn)一步 改進(jìn)的空間。
[0009] 鑒于上述情況完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于提供一種液相燒結(jié)侶合金部件的 制造方法，通過(guò)該方法有效地提供了具有高強(qiáng)度和高尺寸精度的液相燒結(jié)侶合金部件。本 發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種具有高強(qiáng)度和高尺寸精度的液相燒結(jié)侶合金部件。
[0010] 問(wèn)題的解決方案
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法包括W下工序：
[0012] (A)成形工序，其中將包含侶合金粉末的原料粉末成形，從而形成生壓巧，其中所 述侶合金粉末含有選自Si、Mg、化和化中的至少一種元素，余量為A1W及不可避免的雜質(zhì)；
[0013] (B)燒結(jié)工序，其中對(duì)生壓巧進(jìn)行液相燒結(jié)從而獲得燒結(jié)體；
[0014] (C)軟化工序，其中對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行熱處理從而獲得軟化材料；
[0015] (D)矯正工序，其中對(duì)軟化材料進(jìn)行精整從而獲得矯正材料；W及
[0016] 化)時(shí)效工序，其中對(duì)所述矯正材料進(jìn)行熱處理從而獲得其中形成有析出物的時(shí) 效材料。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的液相燒結(jié)侶合金部件包含侶合金，該侶合金含有選自Si、Mg、Cu和Zn 中的至少一種元素，余量為AlW及不可避免的雜質(zhì)。該液相燒結(jié)侶合金部件的相對(duì)密度為 98%W上，且抗張強(qiáng)度為200MPaW上。
[001引本發(fā)明的有益效果
[0019] 在根據(jù)本發(fā)明的液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法中，能夠W良好的生產(chǎn)率制造具 有高密度和高強(qiáng)度W及高尺寸精度的液相燒結(jié)侶合金部件。
[0020] 根據(jù)本發(fā)明的液相燒結(jié)侶合金部件具有高密度、高強(qiáng)度W及高尺寸精度。
【附圖說(shuō)明】
[0021] [圖1]圖1是示出了在根據(jù)實(shí)施方案的液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法中，不同工 序中的合金的伸長(zhǎng)率和硬度的曲線圖。
[0022] [圖2]圖2包括W下曲線圖，其示出了在根據(jù)實(shí)施方案的液相燒結(jié)侶合金部件的制 造方法中，軟化工序中的熱處理溫度、硬度和電導(dǎo)率。
[0023] [圖3]圖3是示出了在根據(jù)實(shí)施方案的液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法中，在軟化 工序后合金硬度變化的曲線圖。
[0024] [圖4]圖4為用于闡述試驗(yàn)例中樣品垂直度的測(cè)量方法的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] [本發(fā)明實(shí)施方案的說(shuō)明]
[0026] 為了改進(jìn)燒結(jié)體的尺寸精度，本發(fā)明的發(fā)明人聚焦于將液相燒結(jié)體精整，運(yùn)會(huì)顯 著影響尺寸精度。通過(guò)將原料粉末成形W形成生壓巧，并對(duì)生壓巧進(jìn)行液相燒結(jié)，從而獲得 液相燒結(jié)體。一般而言，相比于固相燒結(jié)體，液相燒結(jié)體包含更少的孔隙并具有更高的密度 和更高的強(qiáng)度，運(yùn)是因?yàn)橐合酂Y(jié)體中的液相會(huì)使得原料粉末顆粒之間的孔隙數(shù)量減少。 然而，液相燒結(jié)體通常需要大量的尺寸校正，運(yùn)是因?yàn)橐合酂Y(jié)體由于燒結(jié)時(shí)的快速致密 化而會(huì)發(fā)生大尺寸收縮，由此具有較大的失真。
[0027] 當(dāng)對(duì)運(yùn)樣的液相燒結(jié)體進(jìn)行精整時(shí)，大的精整量(伴隨著塑性加工的尺寸校正量） 傾向于致使燒結(jié)體開(kāi)裂，導(dǎo)致產(chǎn)率降低。運(yùn)是因?yàn)椋?dāng)W大的精整量對(duì)具有高密度和高強(qiáng)度 的液相燒結(jié)體進(jìn)行精整時(shí)，燒結(jié)體傾向于難W與模具匹配，并且燒結(jié)體承受過(guò)量的應(yīng)力，運(yùn) 可能會(huì)導(dǎo)致液相燒結(jié)體開(kāi)裂。在(例如）圓柱或圓筒狀液相燒結(jié)體的情況中，液相燒結(jié)體在 垂直于側(cè)面的方向上失真。針對(duì)運(yùn)種失真的精整量高達(dá)側(cè)面全長(zhǎng)的0.5% W上。
[0028] 本發(fā)明人進(jìn)一步研究了關(guān)于在燒結(jié)體精整時(shí)液相燒結(jié)體的塑性變形性的改進(jìn)。其 結(jié)果是，本發(fā)明人獲得了 W下發(fā)現(xiàn):當(dāng)通過(guò)熱處理將液相燒結(jié)體軟化后對(duì)其進(jìn)行精整時(shí)，即 使精整量大，液相燒結(jié)體也不容易發(fā)生開(kāi)裂，并且由此能夠W高產(chǎn)率獲得具有高尺寸精度 的液相燒結(jié)體部件，從而完成了本發(fā)明。W下將列出并說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方案的特征。
[0029] (1)在一個(gè)實(shí)施方案中，液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法包括W下工序：
[0030] (A)成形工序，其中將包含侶合金粉末的原料粉末成形從而形成生壓巧，其中所述 侶合金粉末含有選自Si、Mg、化和化中的至少一種元素，余量為A1W及不可避免的雜質(zhì)；
[0031] (B)燒結(jié)工序，其中對(duì)生壓巧進(jìn)行液相燒結(jié)從而獲得燒結(jié)體；
[0032] (C)軟化工序，其中對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行熱處理從而獲得軟化材料；
[0033] (D)矯正工序，其中對(duì)軟化材料進(jìn)行精整從而獲得矯正材料；W及
[0034] 化)時(shí)效工序，其中對(duì)所述矯正材料進(jìn)行熱處理從而獲得其中形成有析出物的時(shí) 效材料。
[0035] 在根據(jù)上述實(shí)施方案的液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法中，進(jìn)行了液相燒結(jié)，從 而由于液相使得原料粉末顆粒之間的孔隙的量減少，由此提供了運(yùn)樣的液相燒結(jié)體，與固 相燒結(jié)體相比，液相燒結(jié)體的孔隙更少并且具有更高的密度和更高的強(qiáng)度。通過(guò)熱處理將 該燒結(jié)體加工成軟化材料，然后將該軟化材料精整。由于軟化材料具有高的伸長(zhǎng)率和柔性， 因此該工序順序能夠減少精整時(shí)開(kāi)裂的發(fā)生，由此提高產(chǎn)量。另外，由于在精整時(shí)，軟化材 料易于與模具匹配，所W能夠有效地生產(chǎn)具有高尺寸精度的液相燒結(jié)侶合金部件。
[0036] (2)在一個(gè)實(shí)施方案中，在液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法中，可W在足W使軟化 材料具有2%W上的伸長(zhǎng)率的溫度下進(jìn)行軟化工序。
[0037] 當(dāng)軟化材料具有2% W上的伸長(zhǎng)率時(shí)，在精整時(shí)不容易發(fā)生開(kāi)裂。軟化材料越軟， 軟化材料越易于與模具匹配，并且由此越易于改善尺寸精度。
[0038] (3)在一個(gè)實(shí)施方案中，在液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法中，所述軟化工序可W 在455°CW上520°CW下的溫度下進(jìn)行。
[0039] 當(dāng)軟化工序中的熱處理溫度在上述范圍內(nèi)時(shí)，更易于使軟化材料具有2% W上的 伸長(zhǎng)率。當(dāng)熱處理溫度在455Γ W上時(shí)，易于形成在精整時(shí)不容易發(fā)生開(kāi)裂的具有塑性加工 性的軟化材料。當(dāng)熱處理溫度在52(TCW下時(shí)，無(wú)需進(jìn)一步加熱即可獲得足W進(jìn)行精整的伸 長(zhǎng)率，因此能夠避免過(guò)度加熱。
[0040] (4)在一個(gè)實(shí)施方案中，在液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法中，所述軟化工序可包 括固溶處理。
[0041 ]通過(guò)該固溶處理，合金元素能夠充分地溶解于侶合金中。
[0042] (5)在一個(gè)實(shí)施方案中，在液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法中，所述矯正工序可W 對(duì)硬度HRB為50 W下的軟化材料進(jìn)行。
[0043] 盡管在軟化工序中通過(guò)熱處理提高了軟化材料的伸長(zhǎng)率，但是在軟化材料靜置 后，由于自然時(shí)效軟化材料的硬度升高并且伸長(zhǎng)率降低。當(dāng)對(duì)硬度HRB為50W下的軟化材料 進(jìn)行矯正工序時(shí)，由于軟化材料的柔性，能夠容易地降低開(kāi)裂的發(fā)生，由此易于W良好的產(chǎn) 率制造具有高尺寸精度的液相燒結(jié)侶合金部件。
[0044] (6)在一個(gè)實(shí)施方案中，在液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法中，所述侶合金粉末可 W是M-Si-Mg-化系合金粉末。
[0045] Al-Si-Mg-Cu系合金的液相燒結(jié)體具有良好的耐磨性。然而，Al-Si-Mg-Cu系合金 的伸長(zhǎng)率低，因此精整時(shí)傾向于出現(xiàn)裂縫，或者傾向于制造出具有低尺寸精度的部件。通過(guò) 使用根據(jù)上述實(shí)施方案的液相燒結(jié)侶合金部件的制造方法，能夠有效地制造具有高尺寸精 度的Al-Si-Mg-化系合金的液相燒結(jié)體。
[0046] (7)在一個(gè)實(shí)施方案中，提供了通過(guò)根據(jù)實(shí)施方案（1)至(6)中任一項(xiàng)所述的液相 燒結(jié)侶合金部件的制造方法而制造的液相燒結(jié)侶合金部件。
[0047] 由于根據(jù)該實(shí)施方案的液相