專利名稱：粉末冶金錫青銅復(fù)合鐵基合金整體成型燒結(jié)復(fù)合工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉末冶金雙金屬復(fù)合工藝，具體地說是一種粉末冶金錫青銅復(fù)合鐵基合金工藝。
目前在制造雙金屬材料時，主要采用下述幾種方法(1)在銅板上鋪撒銅基粉末，進行燒結(jié)、軋制，再將制得的雙金屬板卷成圓形或半圓形；(2)預(yù)制銅套通過熱壓和擴散焊接的方法，使銅套與銅體結(jié)合；(3)鑄造復(fù)合工藝等。上述方法都在一定程度上得到了實際應(yīng)用，但是也都存在著一定的局限性和不足之處。例如上述第一種方法對鋼板質(zhì)量要求嚴格，全套工藝裝備復(fù)雜，成本較高；第二種方法工藝方法復(fù)雜，生產(chǎn)效率低；第三種方法難以達到較高的精度和穩(wěn)定的質(zhì)量，也不便于制品的后序機加工。
《雙金屬軸承鐵、銅層材料的研究》《中國機械工程學(xué)會粉末冶金專業(yè)學(xué)會成立二十五周年紀念暨第五屆學(xué)術(shù)會議論文集》，P293-P299，1989年9月，徐忠立、冉曉光，北京市粉末冶金研究所)一文公開了一種雙金屬均采用粉末的新工藝，采用這種工藝加工雙金屬軸承，其內(nèi)層采用Fe-Cu材料，外層采用鈍鐵材料。通過分層裝粉，一次壓制成形，然后在950℃時復(fù)合燒結(jié)1小時后，整形制出成品。采用這種工藝，軸承功能材料含鐵量高，不能完全具備錫青銅性能而且非工作面材料機械性能較低。
本發(fā)明的目的就是克服上述工藝的缺點，提供一種制造在非工作面以鐵基合金代銅，并且機械性能較高，而在工作面又完全具備錫青銅性能零件的新工藝。
為達到上述目的，一種粉末冶金錫青銅復(fù)合鐵基合金工藝，其先將錫青銅粉末和鐵基粉末分層裝粉，然后在500-800MPa下壓制，再在氮氣或氫氣或分解氨的保護氣氛下復(fù)合燒結(jié)2-4小時，最后通過輔助機械加工制出所需零件，其特征在于鐵基粉末是將(重量)5-15％的活化合金粉末和85-95％的鐵粉混合而成的，分層裝粉過程中，內(nèi)層為鐵、外層為銅時，錫青銅粉末采用合金粉，內(nèi)層為銅、外層為鐵時，錫青銅粉末采用合批粉，復(fù)合燒結(jié)溫度為750-850℃。
活化合金粉末成份為(重量)15-22％錫、24-31％鉛、3-7％硫、2.1-4.2％磷、2-5％銻、余量為銅。
本發(fā)明由于在鐵基粉末中加入了活化合金粉末，從而可以在較低燒結(jié)的溫度下燒結(jié)時，不僅可以使雙金屬牢固地結(jié)合，同時鐵基材料可獲得較高的機械性能。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的描述。
實施例1將(重量)15％錫、24％鉛、3％硫、2.1％磷、2％銻及53.9％銅制成活化合金粉末后，將(重量)5％的活化合金粉末和95％的純鐵粉在混料機中混合1-3小時，制成鐵基粉末，將鐵基粉末和標號為Qsn-6-6-3的銅粉分別加入隔套的內(nèi)外兩側(cè)，內(nèi)層為銅粉時，銅粉選用合批粉，外層為銅粉時，銅粉選用合金粉，然后抽出隔套，于500-800MPa下壓制成形，再于750℃下復(fù)合燒結(jié)2小時，燒結(jié)時保護氣氛為分解氨，由于內(nèi)層為銅粉時，選用合批粉，燒結(jié)時膨脹，外層為銅粉時，選用合金粉，燒結(jié)時收縮，從而可使燒結(jié)時產(chǎn)生界面壓力，增加結(jié)合面強度。對性能要求較高的零件可以二次壓制并且二次燒結(jié)，燒結(jié)條件同第一次燒結(jié)，然后通過輔助機械加工制成所需零件。這種條件下加工出來的零件，鐵基材料強度可達200MPa，雙金屬結(jié)合面強度可達170MPa。
實施例2將(重量)22％錫、31％鉛、7％硫、4.2％磷、5％銻及30.8％銅制成活化合金粉末后，將(重量)15％的活化合金粉末和85％的純鐵粉在混料機中混合1-3小時，制成鐵基粉末，將鐵基粉末和標號為Qsn-6-6-3的銅粉分別加入隔套的內(nèi)外兩側(cè)，內(nèi)層為銅粉時，銅粉選用合批粉，外層為銅粉時，銅粉選用合金粉，然后抽出隔套，于500-800MPa下壓制成形，再于850℃下復(fù)合燒結(jié)2小時，燒結(jié)時保護氣氛為分解氨，由于內(nèi)層為銅粉時，選用合批粉，燒結(jié)時膨脹，外層為銅粉時，選用合金粉，燒結(jié)時收縮，從而可使燒結(jié)時產(chǎn)生界面壓力，增加結(jié)合面強度。對性能要求較高的零件可以二次壓制并且二次燒結(jié)，燒結(jié)條件同第一次燒結(jié)，然后通過輔助機械加工制成所需零件。這種條件下加工出來的零件，鐵基材料強度可達220MPa，雙金屬結(jié)合面強度可達100MPa。
實施例3將(重量)18％錫、28％鉛、5％硫、3.2％磷、3.5％銻及42.3％銅制成活化合金粉末后，將(重量)7.5％的活化合金粉末和92.5％的純鐵粉在混料機中混合1-3小時，制成鐵基粉末，將鐵基粉末和標號為Qsn-6-6-3的銅粉分別加入隔套的內(nèi)外兩側(cè)，內(nèi)層為銅粉時，銅粉選用合批粉，外層為銅粉時，銅粉選用合金粉，然后抽出隔套，于500-800MPa下壓制成形，再于800℃下復(fù)合燒結(jié)2小時，燒結(jié)時保護氣氛為分解氨，由于內(nèi)層為銅粉時，選用合批粉，燒結(jié)時膨脹，外層為銅粉時，選用合金粉，燒結(jié)時收縮，從而可使燒結(jié)時產(chǎn)生界面壓力，增加結(jié)合面強度。對性能要求較高的零件可以二次壓制并且二次燒結(jié)，燒結(jié)條件同第一次燒結(jié)，然后通過輔助機械加工制成所需零件。這種條件下加工出來的零件，鐵基材料強度可達210MPa，雙金屬結(jié)合面強度可達175MPa。
權(quán)利要求
1.一種粉末冶金錫青銅復(fù)合鐵基合金工藝，其先將錫青銅粉末和鐵基粉末分層裝粉，然后在500-800MPa下壓制，再在氮氣或氫氣或分解氨的保護氣氛下復(fù)合燒結(jié)2-4小時，最后通過輔助機械加工制出所需零件，其特征在于鐵基粉末是將(重量)5-15％的活化金粉末和85-95％的鐵粉混合而成的，分層裝粉過程中，內(nèi)層為鐵、外層為銅時，錫青銅粉末采用合金粉，內(nèi)層為銅、外層為鐵時，錫青銅粉末采用合批粉，復(fù)合燒結(jié)溫度為750-850℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于所說的活化合金粉末成份為(重量)15-22％錫、24-31％鉛、3-7％硫、2.1-4.2％磷、2-5％銻、余量為銅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粉末冶金錫青銅復(fù)合鐵基合金工藝，其鐵基粉末是將5-15％的活化合金粉末和85-95％的鐵粉混合而成的，活化合金粉末成分(重量)為15-22％錫、21-31％鉛，3-7％硫，2.1-4.2％磷，2-5％銻，余為銅粉，然后在500-800MPa下壓制成型，在750-850℃下燒結(jié)2-4小時，這種工藝可用較低的材料成本獲得較高的機械性能，可廣泛用于紡織、輕工、建材等機械的軸承和軸瓦以及其它零件的制造上。
文檔編號C22C38/00GK1141961SQ9511058
公開日1997年2月5日 申請日期1995年8月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年8月1日
發(fā)明者苗毅, 陳剛 申請人:苗毅, 陳剛