專(zhuān)利名稱(chēng)：粉末冶金零件尺寸控制劑及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉末冶金材料。尤其是涉及一種粉末冶金零件尺寸控制劑及其用途。屬粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域。
隨著社會(huì)需求的穩(wěn)步提升，粉末冶金零件的批量越來(lái)越大，質(zhì)量要求越來(lái)越高。多數(shù)產(chǎn)品要求各批次產(chǎn)品尺寸統(tǒng)一以適應(yīng)流水線生產(chǎn)。但一副粉末冶金模具的正常生產(chǎn)壽命最多40萬(wàn)件，如要達(dá)到各批次產(chǎn)品尺寸統(tǒng)一，則生產(chǎn)壽命在20萬(wàn)件以下；工廠的工藝設(shè)備是一個(gè)系統(tǒng)變量，隨著時(shí)間的變化存在一定波動(dòng)，這造成了各批產(chǎn)品的尺寸波動(dòng)，影響了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。為了解決上述問(wèn)題，或采用了模具涂層技術(shù)以修復(fù)磨損模具，或提升設(shè)備檔次以提高設(shè)備能力指數(shù)Cmk等方法。但這些方法有的加工時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，影響生產(chǎn)，修復(fù)模具所用時(shí)間與修復(fù)后模具使用時(shí)間基本相當(dāng)；有的投資巨大，機(jī)器的設(shè)備能力指數(shù)Cmk由1.33提升到1.67，投資額提高300％，而且周期太長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種成本低、用量少、對(duì)產(chǎn)品物理性能無(wú)不利影響、加入量與產(chǎn)品尺寸變化成線性的粉末冶金零件尺寸控制劑及其用途以控制粉末冶金零件的尺寸變化。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種粉末冶金零件尺寸控制劑，其特征在于它主要是由以下質(zhì)量百分比的原料組成325目以下Fe3P 23％～26％100目以下Distaloy Acu 62％～70％325目以下Ni4～15％。
本發(fā)明粉末冶金零件尺寸控制劑的用途，其特征在于按配比將325目以下Fe3P、100目以下Distaloy Acu和325目以下Ni稱(chēng)重后在雙錐混合器內(nèi)以19～21r/min的轉(zhuǎn)速混合30～35min以成為預(yù)混合尺寸控制劑，然后將混合好的尺寸控制劑按0.05％～0.15％的質(zhì)量百分比加入到粉末冶金零件原材料內(nèi)，在雙錐混合器內(nèi)以19～21r/min的轉(zhuǎn)速混合30～35min。
添加劑用量少要求添加劑成分對(duì)通常粉末冶金材料內(nèi)某種成分敏感。本發(fā)明選擇P元素作為尺寸控制劑的主要作用成分，P元素加入原材料中后，在1050℃與Fe形成共晶，有強(qiáng)烈的固溶強(qiáng)化作用，對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度有利；P元素對(duì)原材料中的C含量非常敏感，加入量的變化直接影響最終產(chǎn)品的尺寸。
如直接添加磷粉后，燒結(jié)過(guò)程中P無(wú)法完全擴(kuò)散，部分位置P含量0.80％，由于Fe-P共晶在P含量超過(guò)0.6％后脆性增加，引起產(chǎn)品的力學(xué)性能波動(dòng)，所以不能采用直接添加磷粉的方式。
本發(fā)明選擇Fe3P(-325目)作為本尺寸控制劑的基體，當(dāng)采用Fe3P(-325目)的P元素引入方式后，最高P含量為0.21％，在此含量?jī)?nèi)Fe-P共晶有最佳的綜合力學(xué)性能。另外，同時(shí)由于P元素對(duì)產(chǎn)品的尺寸變化影響太大，不利于生產(chǎn)過(guò)程中工藝控制，因此引入緩沖劑Cu和Ni，為避免偏析，Cu的引入采用了Distaloy ACu(-100目)。為了控制成本與不過(guò)多影響產(chǎn)品性能，設(shè)計(jì)控制劑的添加量為0.05％～0.15％。為達(dá)到尺寸控制劑加入量與產(chǎn)品尺寸變化成線形的要求，采用了實(shí)驗(yàn)擬合法，發(fā)現(xiàn)在加入量為0.05％～0.15％時(shí)對(duì)粉末冶金通用的Fe-C，F(xiàn)e-Cu-C，F(xiàn)e-Cu-Ni-Mo-C系列材料，P∶Cu∶Ni(質(zhì)量比)在67∶66∶100時(shí)線形擬合誤差為0.4％，73∶66∶100時(shí)線形擬合誤差為9.5％，67∶85∶100時(shí)線形擬合誤差為11.5％，67∶66∶80時(shí)線形擬合誤差為6.8％。因此確定P∶Cu∶Ni(質(zhì)量比)為67∶66∶100為最佳含量，換算成各引入劑含量質(zhì)量比為12∶33∶5。即本尺寸控制劑最佳配方為Fe3P(-325目)24％，Distaloy ACu(-100目)66％，Ni(-325目)10％，加入量為0.05％～0.15％。
對(duì)通常材料(Fe-C系列，F(xiàn)e-Cu-C系列，F(xiàn)e-Ni-C系列，F(xiàn)e-Ni-Cu-Mo-C系列)產(chǎn)品尺寸影響為線性，其中產(chǎn)品內(nèi)Ni，Mo，Cu三種元素含量在加入尺寸控制劑前后無(wú)明顯變化，具體參數(shù)見(jiàn)附圖1，2，3。尺寸控制劑加入后產(chǎn)品尺寸變化隨產(chǎn)品內(nèi)C含量變化而變化，但變化都為線形，具體參數(shù)見(jiàn)附圖4。加入尺寸控制劑后，對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)度無(wú)不利影響，具體參數(shù)見(jiàn)圖5。每噸零件加入量為0.5kg～1.5kg，成本增加50～150元。平均粉末冶金零件單件質(zhì)量為60g左右，每副模具成本為12000元，即模具成本在使用尺寸控制劑后可節(jié)省10000元，質(zhì)量成本可節(jié)省20000～50000元/40萬(wàn)件零件。
綜上所述，本發(fā)明成本低、用量少、對(duì)產(chǎn)品物理性能無(wú)不利影響、加入量與產(chǎn)品尺寸變化成線性。


圖1為不同Cu含量產(chǎn)品內(nèi)加入尺寸控制劑后尺寸變化圖。
圖2為不同Ni含量產(chǎn)品內(nèi)加入尺寸控制劑后尺寸變化圖。
圖3為不同Ni+Cu含量產(chǎn)品內(nèi)加入尺寸控制劑后尺寸變化圖。
圖4為不同C含量產(chǎn)品內(nèi)加入尺寸控制劑后尺寸變化圖。
圖5為不同產(chǎn)品內(nèi)加入尺寸控制劑后抗拉強(qiáng)度變化圖。
具體實(shí)施例方式
按照Fe3P(-325目)23％～26％，Distaloy ACu(-100目)62％～70％，Ni(-325目)4～15％配合，配好的材料在雙錐混合器內(nèi)以19～21r/min的轉(zhuǎn)速混合30～35min以成為預(yù)混合尺寸控制劑。
將混合好的尺寸控制劑按需求加入0.05％～0.15％在原材料內(nèi)，然后在雙錐混合器內(nèi)以19～21r/min的轉(zhuǎn)速混合30～35min。
將混好的材料按通常粉末冶金生產(chǎn)方式生產(chǎn)產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種粉末冶金零件尺寸控制劑，其特征在于它主要是由以下質(zhì)量百分比的原料組成325目以下Fe3P23％～26％100目以下Distaloy ACu62％～70％325目以下Ni 4～15％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉末冶金零件尺寸控制劑，其特征在于它主要是由以下質(zhì)量百分比的原料組成325目以下Fe3P24％100目以下Distaloy Acu66％325目以下Ni 10％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種粉末冶金零件尺寸控制劑的用途，其特征在于按配比將325目以下Fe3P、100目以下Distaloy Acu和325目以下Ni稱(chēng)重后在雙錐混合器內(nèi)以19～21r/min的轉(zhuǎn)速混合30～35min以成為預(yù)混合尺寸控制劑，然后將混合好的尺寸控制劑按0.05％～0.15％的質(zhì)量百分比加入到粉末冶金零件原材料內(nèi)，在雙錐混合器內(nèi)以19～21r/min的轉(zhuǎn)速混合30～35min。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種粉末冶金零件尺寸控制劑，其特征在于它主要是由以下質(zhì)量百分比的原料組成325目以下Fe
文檔編號(hào)B22F1/00GK101088666SQ20071002487
公開(kāi)日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月29日
發(fā)明者包敢鋒 申請(qǐng)人:包敢鋒