專利名稱：一種機(jī)床滑塊粉末冶金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種機(jī)床滑塊粉末冶金的制備方法，屬于鑄造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，粉末冶金結(jié)構(gòu)用途越來越廣。粉末冶金作為一種近凈成型技術(shù)，在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)件等批量大、尺寸精度高、加工費(fèi)高昂的零件時(shí)有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。但粉末冶金結(jié)構(gòu)件存在一個(gè)弱點(diǎn):產(chǎn)品在未燒結(jié)前壓坯強(qiáng)度很低，導(dǎo)致成型與搬運(yùn)過程中容易出現(xiàn)裂紋，且無法在制造過程中探知。這在某些應(yīng)用上如汽車關(guān)鍵部位零件是致命的缺陷，導(dǎo)致了粉末冶金結(jié)構(gòu)件只能應(yīng)用在中低風(fēng)險(xiǎn)受力件上，使用范圍受到了很大的限制。粉末冶金結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度主要受三方面因數(shù)影響:一是材料成分，二是產(chǎn)品密度，三是產(chǎn)品在成型與搬運(yùn)過程中是否出現(xiàn)裂紋。材料成分影響制造成本，產(chǎn)品密度對(duì)成型機(jī)臺(tái)與模具損耗影響很大，而裂紋主要受壓坯強(qiáng)度影響，且很難探知。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種機(jī)床滑塊粉末冶金的制備方法。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種機(jī)床滑塊粉末冶金的制備方法，它包括以下步驟:
(O配料:所述的機(jī)床滑塊是由下述重量百分比的原料制成:
0.6-0.8% 的石墨、0.2-0.4% 的碳化硅粉、0.4-0.6% 的錳、0.2-0.4% 的鎳、0.2-0.4% 的鈰、0.2-0.4%的鈦、0.4-0.6%的鋁、1-2%鋅、5-8%的銅、1-2%的改性助劑、其余為鐵；
所述的改性助劑是由下述重量份的原料制成:
納米鐵粉90-100、氫氧化鈣30-40、硬脂酸30-40、過氧化二異丙苯6_8、聚乙烯醋酸乙烯酯8-10、失水山梨醇單油酸酯2-4、脂肪醇聚氧乙烯醚2-3、液體石蠟3-4、1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷0.8-1、水適量；
所述的改性助劑的制備方法包括以下步驟:
A、將上述重量份的氫氧化鈣加入到等質(zhì)量的水中，在90-110°C下攪拌加熱20-30分鐘，得氫氧化鈣水溶液；
B、將上述重量份的硬脂酸加熱到60-70°C，加入上述重量份的失水山梨醇單油酸酯、月旨肪醇聚氧乙烯醚，升高溫度至于80-85°C，恒溫?cái)嚢?-2小時(shí)，在攪拌條件下緩慢添加入上述氫氧化鈣水溶液，添加完畢后繼續(xù)攪拌1-2小時(shí)，得混合液；
C、將上述重量份的納米鐵粉顆粒分散到水中，得到含納米鐵粉的懸浮液；
D、在上述含納米鐵粉的懸浮液中加入上述重量份的過氧化二異丙苯、聚乙烯醋酸乙烯酯、液體石蠟在500-600轉(zhuǎn)/分的速度下攪拌40-50分鐘，再加入上述重量份的1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷 與步驟B得到的混合液，高速1800-2000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-30分鐘，烘干，研碎成超細(xì)粉末，即得所述改性助劑。
(2)壓制:將上述重量份的各原料混合均勻后放入冷壓模具內(nèi)，在800_900MPa的壓力下壓制1-3分鐘，制成冷壓毛坯；
(3)燒結(jié):在燒結(jié)氣氛為真空、還原性氣氛或惰性氣氛的條件下，將上述冷壓毛坯在l-5MPa的壓力下進(jìn)行燒結(jié)，溫度制度為:先在300-500°C下預(yù)燒5_10分鐘，然后以5_7°C /分的速度升高溫度，當(dāng)溫度達(dá)到700-800°C時(shí)，恒溫15-25分鐘，再以3_5°C /分的速度升高溫度，當(dāng)溫度達(dá)到900-1050°C時(shí)，恒溫1-2小時(shí)，然后再以4-6°C /分的速度降低溫度至常溫冷卻，得到機(jī)床滑塊的半成品；
(4)熱處理:將燒結(jié)好的半成品加熱到溫度為850-900°C，保溫1-3小時(shí)，然后進(jìn)入油槽淬火，油溫為45-55°C，淬火后送入回火爐回火1-2小時(shí)，回火溫度300-400°C ；
(5)浸油:將32#機(jī)油倒入桶內(nèi)，用電熱管加熱至80-95°C，將上述熱處理后的半成品放入鐵絲籃內(nèi)，吊入盛有機(jī)油并加熱的鐵桶內(nèi)，浸25-35分鐘后吊出浙干，即得所述機(jī)床滑塊。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
本發(fā)明通過加入的改性助劑，在混合原料中提供了超細(xì)粉末，這種超細(xì)粉末能夠填充在大顆粒的縫隙間，從而提高了混合料的松裝密度，且該超細(xì)粉末的主要成分為納米鐵粉和硬脂酸鈣，通過硅烷偶聯(lián)劑、過氧化二異丙苯等助劑得到的新型改性助劑，進(jìn)一步提高了制品的耐磨性等各項(xiàng)物理特性，其中聚乙烯醋酸乙烯酯和液體石蠟作為潤滑劑添加到改性助劑中，增強(qiáng)了該改性助劑在混合壓制的效果，在同等壓制壓力下大幅提高粉末冶金結(jié)構(gòu)件壓坯強(qiáng)度，改變了原材料顆粒結(jié)合形態(tài)與孔隙形狀，從根源上解決了裂紋的產(chǎn)生。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
一種機(jī)床滑塊粉末冶金的制備方法，它包括以下步驟:
(O配料:所述的機(jī)床滑塊是由下述重量百分比的原料制成:
0.8%的石墨、0.4%的碳化硅粉、0.6%的錳、0.4%的鎳、0.4%的鈰、0.4%的鈦、0.6%的鋁、
2%鋅、8%的銅、2%的改性助劑、其余為鐵；
所述的改性助劑是由下述重量份的原料制成:
納米鐵粉100、氫氧化鈣30-40、硬脂酸40、過氧化二異丙苯8、聚乙烯醋酸乙烯酯10、失水山梨醇單油酸酯4、脂肪醇聚氧乙烯醚3、液體石蠟3-4、1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷
0.8、水適量；
所述的改性助劑的制備方法包括以下步驟:
A、將上述重量份的氫氧化鈣加入到等質(zhì)量的水中，在110°C下攪拌加熱20-30分鐘，得氫氧化鈣水溶液；
B、將上述重量份的硬脂酸加熱到70°C，加入上述重量份的失水山梨醇單油酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚，升高溫度至于85°C，恒溫?cái)嚢?小時(shí)，在攪拌條件下緩慢添加入上述氫氧化鈣水溶液，添加完畢后繼續(xù)攪拌2小時(shí)，得混合液；
C、將上述重量份的納米鐵粉顆粒分散到水中，得到含納米鐵粉的懸浮液；
D、在上述含納米鐵粉的懸浮液中加入上述重量份的過氧化二異丙苯、聚乙烯醋酸乙烯酯、液體石蠟在600轉(zhuǎn)/分的速度下攪拌50分鐘，再加入上述重量份的1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷與步驟B得到的混合液，高速2000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0分鐘，烘干，研碎成超細(xì)粉末，即得所述改性助劑。(2)壓制:將上述重量份的各原料混合均勻后放入冷壓模具內(nèi)，在900MPa的壓力下壓制3分鐘，制成冷壓毛坯；
(3)燒結(jié):在燒結(jié)氣氛為真空、還原性氣氛或惰性氣氛的條件下，將上述冷壓毛坯在5MPa的壓力下進(jìn)行燒結(jié)，溫度制度為:先在500°C下預(yù)燒10分鐘，然后以7°C/分的速度升高溫度，當(dāng)溫度達(dá)到800°C時(shí)，恒溫15-25分鐘，再以5°C /分的速度升高溫度，當(dāng)溫度達(dá)到1050°C時(shí)，恒溫1-2小時(shí)，然后再以4-6°C/分的速度降低溫度至常溫冷卻，得到機(jī)床滑塊的半成品；
(4)熱處理:將燒結(jié)好的半成品加熱到溫度為900°C，保溫3小時(shí)，然后進(jìn)入油槽淬火，油溫為55°C，淬火后送入回火爐回火2小時(shí)，回火溫度400°C ；
(5)浸油:將32#機(jī)油倒入桶內(nèi)，用電熱管加熱至95°C，將上述熱處理后的半成品放入鐵絲籃內(nèi)，吊入盛有機(jī) 油并加熱的鐵桶內(nèi)，浸35分鐘后吊出浙干，即得所述機(jī)床滑塊。性能測試:
極限拉伸強(qiáng)度強(qiáng)度σ b (MPa): 815 屈服強(qiáng)度σ s (MPa): 510 伸長率 δ 5 (%): 16.7 斷面收縮率V (%) : 39。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)床滑塊粉末冶金的制備方法，其特征在于它包括以下步驟 (1)配料所述的機(jī)床滑塊是由下述重量百分比的原料制成O. 6-0. 8% 的石墨、O. 2-0. 4% 的碳化硅粉、O. 4-0. 6% 的錳、O. 2-0. 4% 的鎳、O. 2-0. 4% 的鈰、O. 2-0. 4%的鈦、O. 4-0. 6%的鋁、1-2%鋅、5-8%的銅、1-2%的改性助劑、其余為鐵； 所述的改性助劑是由下述重量份的原料制成 納米鐵粉90-100、氫氧化鈣30-40、硬脂酸30-40、過氧化二異丙苯6_8、聚乙烯醋酸乙烯酯8-10、失水山梨醇單油酸酯2-4、脂肪醇聚氧乙烯醚2-3、液體石蠟3-4、1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷O. 8-1、水適量； 所述的改性助劑的制備方法包括以下步驟 A、將上述重量份的氫氧化鈣加入到等質(zhì)量的水中，在90-110°C下攪拌加熱20-30分鐘，得氫氧化鈣水溶液； B、將上述重量份的硬脂酸加熱到60-70°C，加入上述重量份的失水山梨醇單油酸酯、月旨肪醇聚氧乙烯醚，升高溫度至于80-85°C，恒溫?cái)嚢?-2小時(shí)，在攪拌條件下緩慢添加入上述氫氧化鈣水溶液，添加完畢后繼續(xù)攪拌1-2小時(shí)，得混合液； C、將上述重量份的納米鐵粉顆粒分散到水中，得到含納米鐵粉的懸浮液； D、在上述含納米鐵粉的懸浮液中加入上述重量份的過氧化二異丙苯、聚乙烯醋酸乙烯酯、液體石蠟在500-600轉(zhuǎn)/分的速度下攪拌40-50分鐘，再加入上述重量份的1，2-雙(三乙氧基硅基)乙烷與步驟B得到的混合液，高速1800-2000轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢?0-30分鐘，烘干，研碎成超細(xì)粉末，即得所述改性助劑； (2)壓制將上述重量份的各原料混合均勻后放入冷壓模具內(nèi)，在800-900MPa的壓力下壓制1-3分鐘，制成冷壓毛坯； (3)燒結(jié)在燒結(jié)氣氛為真空、還原性氣氛或惰性氣氛的條件下，將上述冷壓毛坯在l-5MPa的壓力下進(jìn)行燒結(jié)，溫度制度為先在300-500°C下預(yù)燒5_10分鐘，然后以5_7°C /分的速度升高溫度，當(dāng)溫度達(dá)到700-800°C時(shí)，恒溫15-25分鐘，再以3_5°C /分的速度升高溫度，當(dāng)溫度達(dá)到900-1050°C時(shí)，恒溫1-2小時(shí)，然后再以4-6°C /分的速度降低溫度至常溫冷卻，得到機(jī)床滑塊的半成品； (4)熱處理將燒結(jié)好的半成品加熱到溫度為850-900°C，保溫1-3小時(shí)，然后進(jìn)入油槽淬火，油溫為45-55°C，淬火后送入回火爐回火1-2小時(shí)，回火溫度300-400°C ； (5)浸油將32#機(jī)油倒入桶內(nèi)，用電熱管加熱至80-95°C，將上述熱處理后的半成品放入鐵絲籃內(nèi)，吊入盛有機(jī)油并加熱的鐵桶內(nèi)，浸25-35分鐘后吊出浙干，即得所述機(jī)床滑塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種機(jī)床滑塊粉末冶金的制備方法，它包括以下步驟所述的機(jī)床滑塊是由下述重量百分比的原料制成0.6-0.8%的石墨、0.2-0.4%的碳化硅粉、0.4-0.6%的錳、0.2-0.4%的鎳、0.2-0.4%的鈰、0.2-0.4%的鈦、0.4-0.6%的鋁、1-2%鋅、5-8%的銅、1-2%的改性助劑、其余為鐵；本發(fā)明通過加入的改性助劑，在混合原料中提供了超細(xì)粉末，這種超細(xì)粉末能夠填充在大顆粒的縫隙間，從而提高了混合料的松裝密度，且該超細(xì)粉末的主要成分為納米鐵粉和硬脂酸鈣，通過硅烷偶聯(lián)劑等助劑得到的新型改性助劑，進(jìn)一步提高了制品的耐磨性等各項(xiàng)物理特性，其中聚乙烯醋酸乙烯酯和液體石蠟作為潤滑劑添加到改性助劑中，增強(qiáng)了該改性助劑在混合壓制的效果，在同等壓制壓力下大幅提高粉末冶金結(jié)構(gòu)件壓坯強(qiáng)度，改變了原材料顆粒結(jié)合形態(tài)與孔隙形狀，從根源上解決了裂紋的產(chǎn)生。
文檔編號(hào)B22F1/00GK103252497SQ20131012030
公開日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者吳建平 申請(qǐng)人:吳建平