專利名稱：粉末冶金材料與鑄鐵材料相結(jié)合的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉末冶金滲銅工藝的應(yīng)用，特別涉及粉末冶金材料與鑄鐵材料相結(jié)合的工藝。
背景技術(shù)：
鑄鐵材料、粉末冶金材料廣泛應(yīng)用于機(jī)械行業(yè)，由于每種材料具有獨(dú)特的機(jī)械性能，常常使用環(huán)境不相同。但在一些要求特殊的環(huán)境中，需要同時(shí)發(fā)揮兩種材料的特殊性能，往往通過機(jī)械連接的方式，可這種方式受零件空間和形狀的限制，使用效果不好。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述機(jī)械連接方式的不足，本發(fā)明的目的在于提供粉末冶金材料與鑄鐵材料相結(jié)合的工藝，采用粉末冶金滲銅工藝將粉末冶金材料和鑄鐵材料有機(jī)結(jié)合在一起， 解決了兩種材料性能的良好發(fā)揮，保證零件機(jī)械強(qiáng)度和使用性能，并且可根據(jù)產(chǎn)品形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)和加工。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的粉末冶金材料與鑄鐵材料相結(jié)合的工藝，包括以下步驟步驟一、粉末冶金材料的制備，采用中碳含銅鐵基粉末材料，材料配方為質(zhì)量百分比為I. 8-2%的Cu, O. 6-0. 8%的C，余量為Fe ;基體成型密度6. 80-6. 85g/cm3 ;基體燒結(jié)溫度110(TC，燒結(jié)30分鐘；連接處進(jìn)行機(jī)械加工，形狀與鑄鐵件過度配合；步驟二、鑄鐵材料的制備，采用鐵素體-珠光體球磨鑄鐵退火狀態(tài)，材料配方為質(zhì)量百分比為3. 5-3. 8 %的C，2. 0-2. 5 %的Si，余量為Fe ;與粉末冶金件連接處進(jìn)行機(jī)械加工，過度配合；步驟三、滲銅片的制備，原料配方按質(zhì)量百分比2. 0-2. 5%的Fe、I. 6-1. 8%的C、
I.0-1. 2%的Mn,O. 8-1. 2%的Zn、余量為Cu，在100T壓機(jī)上，用60T—65T壓力壓制滲銅劑片，密度控制在6. 8-7. lg/cm3之間；步驟四、將粉末冶金材料零件與鑄鐵材料零件裝配連接，單面間隙控制在
O.02-0. 04mm ;將滲銅片放在兩種材料的連接處，在液氮?dú)怏w60%、氨分解氣體40%的混合氣體保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)700°C --800°C溫度下燒結(jié)30分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)1120—1150°C溫度下燒結(jié)30-50分鐘，冷卻出爐，得到連接好的兩種材料復(fù)合體。本發(fā)明的效果連接后材料抗拉強(qiáng)度達(dá)到300-350MPa，粉末材料氣密性達(dá)到通氣
O.8Mpa、l分鐘不漏氣，耐磨性能優(yōu)越。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)敘述。實(shí)施例一本實(shí)施例包括以下步驟
步驟一、粉末冶金材料的制備，采用中碳含銅鐵基粉末材料，材料配方為質(zhì)量百分比為I. 8%的Cu, O. 6%的C，余量為Fe ;基體成型密度6. 80g/cm3 ;基體燒結(jié)溫度1100。。，燒結(jié)30分鐘；連接處進(jìn)行機(jī)械加工，形狀與鑄鐵件過度配合；步驟二、鑄鐵材料的制備，采用鐵素體-珠光體球磨鑄鐵退火狀態(tài)，材料配方為質(zhì)量百分比為3. 5%的C，2. 0%的Si，余量為Fe ;與粉末冶金件連接處進(jìn)行機(jī)械加工，過度配合；步驟三、滲銅片的制備，原料配方按質(zhì)量百分比2. 09^^Fe、l. 6%的C、I. 0%的Mn、
O.8%的Zn、余量為Cu，在100T壓機(jī)上，用60T壓力壓制滲銅劑片，密度控制在6. 8g/cm3之間；步驟四、將粉末冶金材料零件與鑄鐵材料零件裝配連接，單面間隙控制在O. 02mm ；將滲銅片放在兩種材料的連接處，在液氮?dú)怏w60%、氨分解氣體40%的混合氣體保護(hù)氣氛 下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)700°C下燒結(jié)30分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)1120°C溫度下燒結(jié)50分鐘，冷卻出爐，得到連接好的兩種材料復(fù)合體。本實(shí)施例連接后材料抗拉強(qiáng)度達(dá)到300MPa，粉末材料氣密性達(dá)到通氣O. 8Mpa，I分鐘不漏氣，耐磨性能一般。實(shí)施例二本實(shí)施例包括以下步驟步驟一、粉末冶金材料的制備，采用中碳含銅鐵基粉末材料，材料配方為質(zhì)量百分比為2%的Cu，0. 7%的C，余量為Fe ;基體成型密度6. 85g/cm3 ;基體燒結(jié)溫度1100°C，燒結(jié)30分鐘；連接處進(jìn)行機(jī)械加工，形狀與鑄鐵件過度配合；步驟二、鑄鐵材料的制備，采用鐵素體-珠光體球磨鑄鐵退火狀態(tài)，材料配方為質(zhì)量百分比為3. 8%的C，2. 5%的Si，余量為Fe ;與粉末冶金件連接處進(jìn)行機(jī)械加工，過度配合；步驟三、滲銅片的制備，原料配方按質(zhì)量百分比2. 5%的Fe、I. 8%的C、I. 2%的Mn、1.0%的Zn、余量為Cu，在100T壓機(jī)上，用65T壓力壓制滲銅劑片，密度控制在7. lg/cm3之間；步驟四、將粉末冶金材料零件與鑄鐵材料零件裝配連接，單面間隙控制在O. 04mm ；將滲銅片放在兩種材料的連接處，在液氮?dú)怏w60%、氨分解氣體40%的混合氣體保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)750°C溫度下燒結(jié)30分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)1150°C溫度下燒結(jié)30分鐘，冷卻出爐，得到連接好的兩種材料復(fù)合體。本實(shí)施例連接后材料抗拉強(qiáng)度達(dá)到330MPa，粉末材料氣密性達(dá)到通氣O. 8Mpa、I分鐘不漏氣，耐磨性能優(yōu)良。實(shí)施例三本實(shí)施例包括以下步驟步驟一、粉末冶金材料的制備，采用中碳含銅鐵基粉末材料，材料配方為質(zhì)量百分比為I. 9%的Cu, O. 8%的C，余量為Fe ;基體成型密度6. 85g/cm3 ;基體燒結(jié)溫度1100。。，燒結(jié)30分鐘；連接處進(jìn)行機(jī)械加工，形狀與鑄鐵件過度配合；步驟二、鑄鐵材料的制備，采用鐵素體-珠光體球磨鑄鐵退火狀態(tài)，材料配方為質(zhì)量百分比為3. 6%的C，2. 2%的Si，余量為Fe ;與粉末冶金件連接處進(jìn)行機(jī)械加工，過度配合；步驟三、滲銅片的制備，原料配方按質(zhì)量百分比2. 2%的Fe、I. 8%的C、I. 0%的Mn、I. 0%的Zn、余量為Cu，在100T壓機(jī)上，用62T壓力壓制滲銅劑片，密度控制在6. 9g/cm3之間；步驟四、將粉末冶金材料零件與鑄鐵材料零件裝配連接，單面間隙控制在O. 03mm ；將滲銅片放在兩種材料的連接處，在液氮?dú)怏w60%、氨分解氣體40%的混合氣體保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)800°C溫度下燒結(jié)30分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)1130°C溫度下燒結(jié)40分鐘，冷卻出爐，得到連接好的兩種材料復(fù)合體。
本實(shí)施例連接后材料抗拉強(qiáng)度達(dá)到350MPa，粉末材料氣密性達(dá)到通氣O. 8Mpa，I分鐘不漏氣，耐磨性能優(yōu)良。經(jīng)過對(duì)比以上三種方案，第三種方案最佳。
權(quán)利要求
1.粉末冶金材料與鑄鐵材料相結(jié)合的工藝，其特征在于，包括以下步驟 步驟一、粉末冶金材料的制備，采用中碳含銅鐵基粉末材料，材料配方為質(zhì)量百分比為I. 8-2%的Cu, O. 6-0. 8%的C，余量為Fe ;基體成型密度6. 80-6. 85g/cm3 ;基體燒結(jié)溫度1100°C，燒結(jié)30分鐘；連接處進(jìn)行機(jī)械加工，形狀與鑄鐵件過度配合； 步驟二、鑄鐵材料的制備，采用鐵素體-珠光體球磨鑄鐵退火狀態(tài)，材料配方為質(zhì)量百分比為3. 5-3. 8%的C，2. 0-2. 5%的Si，余量為Fe ;與粉末冶金件連接處進(jìn)行機(jī)械加工，過度配合； 步驟三、滲銅片的制備，原料配方按質(zhì)量百分比2. 0-2. 5%的Fe、l. 6-1. 8%的C、I. 0-1. 2%的Mn,O. 8-1. 2%的Zn、余量為Cu，在100T壓機(jī)上，用60T—65T壓力壓制滲銅劑片，密度控制在6. 8-7. lg/cm3之間； 步驟四、將粉末冶金材料零件與鑄鐵材料零件裝配連接，單面間隙控制在O.02-0. 04mm ;將滲銅片放在兩種材料的連接處，在液氮?dú)怏w60%、氨分解氣體40%的混合氣體保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)700°C --800°C溫度下燒結(jié)30分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)1120—1150°C溫度下燒結(jié)30-50分鐘，冷卻出爐，得到連接好的兩種材料復(fù)合體。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粉末冶金材料與鑄鐵材料相結(jié)合的工藝，其特征在于，包括以下步驟 步驟一、粉末冶金材料的制備，采用中碳含銅鐵基粉末材料，材料配方為質(zhì)量百分比為I. 8%的Cu，O. 6%的C，余量為Fe ;基體成型密度6. 80g/cm3 ;基體燒結(jié)溫度1100°C，燒結(jié)30分鐘；連接處進(jìn)行機(jī)械加工，形狀與鑄鐵件過度配合； 步驟二、鑄鐵材料的制備，采用鐵素體-珠光體球磨鑄鐵退火狀態(tài)，材料配方為質(zhì)量百分比為3. 5%的C，2. 0%的Si，余量為Fe ;與粉末冶金件連接處進(jìn)行機(jī)械加工，過度配合； 步驟三、滲銅片的制備，原料配方按質(zhì)量百分比2. 09^^Fe、l. 6%的C、I. 0%的Μη、0. 8%的Zn、余量為Cu，在100T壓機(jī)上，用60T壓力壓制滲銅劑片，密度控制在6. 8g/cm3之間； 步驟四、將粉末冶金材料零件與鑄鐵材料零件裝配連接，單面間隙控制在O. 02mm ;將滲銅片放在兩種材料的連接處，在液氮?dú)怏w60%、氨分解氣體40%的混合氣體保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)700°C下燒結(jié)30分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)1120°C溫度下燒結(jié)50分鐘，冷卻出爐，得到連接好的兩種材料復(fù)合體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粉末冶金材料與鑄鐵材料相結(jié)合的工藝，其特征在于，包括以下步驟 步驟一、粉末冶金材料的制備，采用中碳含銅鐵基粉末材料，材料配方為質(zhì)量百分比為2%的Cu，O. 7%的C，余量為Fe ;基體成型密度6. 85g/cm3 ;基體燒結(jié)溫度1100°C，燒結(jié)30分鐘；連接處進(jìn)行機(jī)械加工，形狀與鑄鐵件過度配合； 步驟二、鑄鐵材料的制備，采用鐵素體-珠光體球磨鑄鐵退火狀態(tài)，材料配方為質(zhì)量百分比為3. 8%的C，2. 5%的Si，余量為Fe ;與粉末冶金件連接處進(jìn)行機(jī)械加工，過度配合； 步驟三、滲銅片的制備，原料配方按質(zhì)量百分比2. 5%的Fe、I. 8%的C、I. 2%的Mn、I. 0%的Zn、余量為Cu，在100T壓機(jī)上，用65T壓力壓制滲銅劑片，密度控制在7. lg/cm3之間； 步驟四、將粉末冶金材料零件與鑄鐵材料零件裝配連接，單面間隙控制在O. 04mm ;將滲銅片放在兩種材料的連接處，在液氮?dú)怏w60%、氨分解氣體40%的混合氣體保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)750°C溫度下燒結(jié)30分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)1150°C溫度下燒結(jié)30分鐘，冷卻出爐，得到連接好的兩種材料復(fù)合體。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的粉末冶金材料與鑄鐵材料相結(jié)合的工藝，其特征在于，包括以下步驟 步驟一、粉末冶金材料的制備，采用中碳含銅鐵基粉末材料，材料配方為質(zhì)量百分比為I. 9%的Cu，O. 8%的C，余量為Fe ;基體成型密度6. 85g/cm3 ;基體燒結(jié)溫度1100°C，燒結(jié)30分鐘；連接處進(jìn)行機(jī)械加工，形狀與鑄鐵件過度配合； 步驟二、鑄鐵材料的制備，采用鐵素體-珠光體球磨鑄鐵退火狀態(tài)，材料配方為質(zhì)量百分比為3. 6%的C，2. 2%的Si，余量為Fe ;與粉末冶金件連接處進(jìn)行機(jī)械加工，過度配合； 步驟三、滲銅片的制備，原料配方按質(zhì)量百分比2. 2%的Fe、l. 8%得C、I. 0%的Mn、l. 0%的Zn、余量為Cu，在100T壓機(jī)上，用62T壓力壓制滲銅劑片，密度控制在6. 9g/cm3之間； 步驟四、將粉末冶金材料零件與鑄鐵材料零件裝配連接，單面間隙控制在O. 03mm ;將滲銅片放在兩種材料的連接處，在液氮?dú)怏w60%、氨分解氣體40%的混合氣體保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)800°C溫度下燒結(jié)30分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)1130°C溫度下燒結(jié)40分鐘，冷卻出爐，得到連接好的兩種材料復(fù)合體。
全文摘要
粉末冶金材料與鑄鐵材料相結(jié)合的工藝，將制備好的粉末冶金材料零件與鑄鐵材料零件裝配連接，單面間隙控制在0.02-0.04mm；將滲銅片放在兩種材料的連接處，在液氮?dú)怏w60%、氨分解氣體40%的混合氣體保護(hù)氣氛下，先進(jìn)入預(yù)燒結(jié)區(qū)700℃-800℃溫度下燒結(jié)30分鐘，再進(jìn)入高溫區(qū)1120-1150℃溫度下燒結(jié)30-50分鐘，冷卻出爐，得到連接好的兩種材料復(fù)合體。滲銅片的原料配方按質(zhì)量百分比Fe 2.0-2.5%、C 1.6-1.8%、Mn 1.0-1.2%、Zn 0.8-1.2%、Cu余量，在100T壓機(jī)上，用60T-65T壓力壓制滲銅劑片，密度控制在6.8-7.1g/cm3之間；采用本發(fā)明連接后的材料抗拉強(qiáng)度達(dá)到300-350MPa，粉末材料氣密性達(dá)到通氣0.8MPa、1分鐘不漏氣，耐磨性能優(yōu)越。
文檔編號(hào)B23K1/00GK102825256SQ20121029937
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月22日
發(fā)明者林育陽, 贠月婷, 高原, 李寶華, 雒克家 申請(qǐng)人:陜西華夏粉末冶金有限責(zé)任公司, 陜西省機(jī)械研究院