一種粉末冶金用滲銅劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種粉末冶金用滲銅劑，所述滲銅劑以重量份計包括：銅93.6～94.4份，鐵2.1～3.5份，碳1.4～2.7份，錳0.7～1.8份，鉻0.4～1.5份，硅0.2～0.9份，鉬0.3～1.2份，磷0.1～0.8份，鈷0.2～0.9份，鉍0.5～1.9份。本發(fā)明滲銅劑具有成形性好、熔滲效率高、無侵蝕、低殘留、顯著提高材料密度和力學性能的特點。
【專利說明】_種粉末冶金用)穸銅劑

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于粉末冶金材料【技術領域】，具體涉及一種粉末冶金用滲銅劑。

【背景技術】
[0002] 目前，粉末冶金燒結鋼零部件由于其低成本、易加工的特點在工業(yè)生產尤其是汽 車機械工業(yè)中的應用越來越廣泛，常用的有燒結鋼齒輪、凸輪、閥座、排氣門座等，這些零部 件在某些惡劣的環(huán)境下服役時，要求具有良好的耐磨性、耐沖擊性，又要保持較高的強度和 硬度。但是采用常規(guī)壓制_燒結工藝制造的粉末冶金燒結鋼零部件，壓制過程中不可能達 到完全的致密狀態(tài)，其中殘留的孔隙作為一種缺陷影響了它的抗拉強度、沖擊韌性、疲勞強 度和硬度等性能，致使其不能滿足使用要求。因此，消除或減少其殘留孔隙是獲得高致密 性、高性能燒結鋼的最有效途徑，而滲銅就是一種常用的方法。研宄表明，用銅或銅合金粉 末對燒結鋼進行熔滲能明顯減少或消除燒結鋼中的孔隙、提高密度、改善其力學性能和動 力學性能（如沖擊韌性、疲勞）等。滲銅較傳統(tǒng)的復壓復燒、粉末鍛造、溫壓等致密化工藝 具有成本低、工序簡單、易調整等優(yōu)點，因此這種方法自上世紀四十年代在美國問世以來， 應用范圍日益擴大，目前已成為生產高性能鐵基粉末冶金零部件不可或缺的致密化工藝。
[0003] 粉末冶金滲銅工藝是一種在普通壓制壓力（500?600MPa)下獲得高密度乃至致 密的粉末冶金零件的工藝。用此工藝生產的零件的沖擊力、密封性、耐磨性以及可加工性等 性能遠高于溫壓、復壓復燒等工藝，因此它在高端粉末冶金產品中占有相當的份額。但由于 粉末冶金的滲銅是在1090?1150°C的溫度區(qū)間進行，通常取1120°C，而在此溫度區(qū)間鐵在 銅中溶解度約為3. 8?4%，導致了直接用Cu塊與粉末冶金零件滲銅，滲銅效率約為85%， 零件的表面與內部會形成腐蝕裂紋，影響產品的外觀和沖擊強度，這導致了大批量（25? 35%)的次品出現。通常采用機加工的方法去除次品，這增加了加工成本。因此有必要開 發(fā)一種不腐蝕產品、不影響產品強度的滲銅劑。


【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是克服現有技術的不足而提供一種粉末冶金用滲銅劑，該滲銅劑成 形性好、熔滲效率高、無侵蝕、低殘留，能顯著提高材料密度和力學性能。
[0005] 一種粉末冶金用滲銅劑，以重量份計包括：銅93. 6?94. 4份，鐵2. 1?3. 5份， 碳1. 4?2. 7份，錳0. 7?1. 8份，鉻0. 4?1. 5份，硅0. 2?0. 9份，鉬0. 3?1. 2份，磷 0? 1?0? 8份，鈷0? 2?0? 9份，鉍0? 5?1. 9份。
[0006] 作為上述發(fā)明的進一步改進，所述粉末冶金用滲銅劑以重量份計還包括硼0. 3? 0. 8 份。
[0007] 作為上述發(fā)明的進一步改進，所述粉末冶金用滲銅劑以重量份計還包括錫0. 2? 1. 1 份。
[0008] 作為上述發(fā)明的進一步改進，所述粉末冶金用滲銅劑以重量份計還包括鋅0. 1? 0? 5 份。
[0009] 作為上述發(fā)明的進一步改進，粉末冶金用滲銅劑，以重量份計包括：銅94. 1份，鐵 2. 9份，碳1. 8份，錳1. 4份，鉻0. 9份，硅0. 6份，鉬0. 8份，磷0. 4份，鈷0. 6份，鉍1. 5份， 硼0.7份，錫0.6份，鋅0.2份。
[0010] 作為上述發(fā)明的進一步改進，所述銅、鐵、碳、錳、鉻、硅、鉬、磷、鈷、鉍、硼、錫和鋅 的粒度小于200目。
[0011] 由鐵銅相圖可知，在1120°C時，鐵在銅中的溶解度為3. 8 %，如果滲銅劑中不含 鐵，則滲銅時，部分銅會跟燒結鋼基體中的鐵發(fā)生固溶，從而對基體骨架造成侵蝕，產生裂 紋或小孔，使得滲銅燒結鋼的沖擊韌性明顯下降。為了減少銅的侵蝕，在滲銅劑中添加一 定量的鐵粉，使銅液在熔滲之前被鐵飽和，從而減少銅液對基體中鐵的溶解，可在一定程度 上減少侵蝕。碳粉通過擴散可以和鐵合金形成鋼基體，從而增加材料硬度，易于去除殘渣。 錳一方面可以和銅合金化，可降低液體表面張力，另一方面易于出去滲銅后的殘渣，減小侵 蝕，提高滲銅燒結鋼的力學性能。適量的硼粉可以提高鐵-碳燒結材料的密度、強度、壓潰 強度、韌性。鉻可與碳形成碳化物和合金滲碳體，從而提高材料硬度。硅可與錳形成高強度 材料，在滲銅時，硅與鈷、鉻、鉬等形成強化顆粒，從而提高材料硬度。磷能提高銅在鐵中的 潤濕性，有助熔作用。錫不僅能改善熔滲銅的流動性，對開口孔隙的熔滲作用具有明顯促進 作用，還能起潤滑作用，增加韌性，降低材料的磨損。
[0012] 本發(fā)明的滲銅劑在整個滲銅溫度范圍（1090?1150°C)內，滲銅效率> 98%，生 產的粉末冶金滲銅零件表面無腐蝕，無殘留鐵渣。

【具體實施方式】
[0013] 實施例1
[0014] -種粉末冶金用滲銅劑，以重量份計包括：銅93. 6份，鐵2. 1份，碳1. 4份，錳0. 7 份，鉻0. 4份，硅0. 2份，鉬0. 3份，磷0. 1份，鈷0. 2份，鉍0. 5份。
[0015] 所述原料的粒度小于200目。
[0016] 將上述原料在雙錐混合器內以19?21tpm的轉速混合30?35min即得。
[0017] 實施例2
[0018] -種粉末冶金用滲銅劑，以重量份計包括：銅94. 1份，鐵2. 8份，碳1. 9份，猛1. 2 份，鉻0. 9份，硅0. 5份，鉬0. 8份，磷0. 4份，鈷0. 7份，鉍1. 4份。
[0019] 所述原料的粒度小于200目。
[0020] 將上述原料在雙錐混合器內以19?21tpm的轉速混合30?35min即得。
[0021] 實施例3
[0022] -種粉末冶金用滲銅劑，以重量份計包括：銅94. 4份，鐵3. 5份，碳2. 7份，錳1. 8 份，鉻1. 5份，硅0. 9份，鉬1. 2份，磷0. 8份，鈷0. 9份，鉍1. 9份。
[0023] 所述原料的粒度小于200目。
[0024] 將上述原料在雙錐混合器內以19?21tpm的轉速混合30?35min即得。
[0025] 實施例4
[0026] -種粉末冶金用滲銅劑，以重量份計包括：銅94. 4份，鐵3. 5份，碳2. 7份，錳1. 8 份，鉻1. 5份，硅0. 9份，鉬1. 2份，磷0. 8份，鈷0. 9份，鉍1. 9份，硼0. 7份。
[0027] 所述原料的粒度小于200目。
[0028] 將上述原料在雙錐混合器內以19?21tpm的轉速混合30?35min即得。
[0029] 實施例5
[0030] 一種粉末冶金用滲銅劑，以重量份計包括：銅94. 1份，鐵2. 8份，碳1. 9份，錳1. 2 份，鉻0. 9份，硅0. 5份，鉬0. 8份，磷0. 4份，鈷0. 7份，鉍1. 4份，錫0. 6份。
[0031] 所述原料的粒度小于200目。
[0032] 將上述原料在雙錐混合器內以19?21tpm的轉速混合30?35min即得。
[0033] 實施例6
[0034] -種粉末冶金用滲銅劑，以重量份計包括：銅94. 1份，鐵2. 8份，碳1. 9份，猛1. 2 份，鉻0. 9份，硅0. 5份，鉬0. 8份，磷0. 4份，鈷0. 7份，鉍1. 4份，鋅0. 3份。
[0035] 所述原料的粒度小于200目。
[0036] 將上述原料在雙錐混合器內以19?21tpm的轉速混合30?35min即得。
[0037] 實施例7
[0038] -種粉末冶金用滲銅劑，以重量份計包括：銅94. 1份，鐵2. 9份，碳1. 8份，猛1. 4 份，鉻0. 9份，硅0. 6份，鉬0. 8份，磷0. 4份，鈷0. 6份，鉍1. 5份，硼0. 7份，錫0. 6份，鋅 0? 2 份。
[0039] 所述原料的粒度小于200目。
[0040] 將上述原料在雙錐混合器內以19?21tpm的轉速混合30?35min即得。
[0041] 將實施例1至7所得滲銅劑與市售產品進行性能測試，結果如下：
[0042]

【權利要求】
1. 一種粉末冶金用滲銅劑，其特征在于：以重量份計包括：銅93. 6?94. 4份，鐵2. 1? 3. 5份，碳1. 4?2. 7份，錳0. 7?1. 8份，鉻0. 4?1. 5份，硅0. 2?0. 9份，鉬0. 3?1. 2 份，磷0. 1?0. 8份，鈷0. 2?0. 9份，鉍0. 5?1. 9份。
2. 根據權利要求1所述的粉末冶金用滲銅劑，其特征在于：以重量份計還包括硼 0? 3 ?0? 8 份。
3. 根據權利要求1所述的粉末冶金用滲銅劑，其特征在于：以重量份計還包括錫 0? 2 ?1. 1 份。
4. 根據權利要求1所述的粉末冶金用滲銅劑，其特征在于：以重量份計還包括鋅 0? 1 ?0? 5 份。
5. 根據權利要求1所述的粉末冶金用滲銅劑，其特征在于：以重量份計包括：銅94. 1 份，鐵2. 9份，碳1. 8份，錳1. 4份，鉻0. 9份，硅0. 6份，鉬0. 8份，磷0. 4份，鈷0. 6份，鉍 1. 5份，硼0. 7份，錫0. 6份，鋅0. 2份。
6. 根據權利要求5所述的粉末冶金用滲銅劑，其特征在于：所述銅、鐵、碳、錳、鉻、硅、 鉬、磷、鈷、鉍、硼、錫和鋅的粒度小于200目。
【文檔編號】B22F3/26GK104439251SQ201410577691
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月24日 優(yōu)先權日:2014年10月24日
【發(fā)明者】劉莉, 王爽, 劉曉東 申請人:蘇州萊特復合材料有限公司