專(zhuān)利名稱(chēng)：用于粉末冶金產(chǎn)品的混合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于粉末冶金產(chǎn)品的混合物以及該混合物的制備方法。而且，本發(fā)明涉及一種粉末冶金產(chǎn)品以及該粉末冶金產(chǎn)品的制備方法。
背景技術(shù)：
在粉末冶金中，在按預(yù)定比對(duì)某些粉末進(jìn)行混合之后，采用成套裝置，在壓力下將混合后的粉末制成所要求的形狀，然后燒結(jié)成最終的冶金產(chǎn)品。
粉末冶金產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)之一是不必進(jìn)行機(jī)械加工操作，原因是不需要機(jī)械加工就可在模具中制成形狀與最終形狀基本相同的粉末冶金產(chǎn)品。最近，要求形狀的精度更高、更復(fù)雜。因此，即使對(duì)于粉末冶金產(chǎn)品，也要求進(jìn)行機(jī)械加工操作。但是，一般地，粉末冶金產(chǎn)品的機(jī)械加工性能較差。
美國(guó)專(zhuān)利5,938,814和日本審定專(zhuān)利公報(bào)56-45964(此后，稱(chēng)作“964公報(bào)”)公開(kāi)了具有良好機(jī)械加工性能的鋼粉末。在此全部引入這些參考文獻(xiàn)的內(nèi)容作為參考。
在“964公報(bào)”中公開(kāi)的鋼粉末中，所述鋼粉末含有0.15-0.5％(重量)的S，Mn含量比Mn/S平衡量至多大0.3％(重量)。Mn用于與S結(jié)合。在Mn與S結(jié)合后，MnS不易氧化。
一般而言，粉末冶金產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度較差。推測(cè)原因是粉末冶金產(chǎn)品中存在許多孔隙，因?yàn)榉勰┮苯甬a(chǎn)品是通過(guò)壓力成型和燒結(jié)制備而成的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種機(jī)械加工性能改善而疲勞強(qiáng)度基本未受損害的粉末冶金產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，用于粉末冶金產(chǎn)品的混合物包括鐵粉末、石墨粉末和約3.0-5.0％(重量)的銅(Cu)。鐵粉末包含其中含有MnS的鐵晶粒。該混合物含有約0.65-1.40％(重量)的MnS?；旌衔镏写嬖谑勰┮允狗勰┮苯甬a(chǎn)品中的碳含量(C)為約0.3-0.7％(重量)。通過(guò)確定碳含量(wt.％C)和銅含量(wt.％Cu)，便能夠基于如下關(guān)系式獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)FS＝66.63×(wt％C)+22.61×(wt％Cu)+280.84HR＝22.96×(wt％C)+2.99×(wt％Cu)+78.91.
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種粉末冶金產(chǎn)品由包括鐵粉末、石墨粉末和約3.0-5.0％(重量)的銅(Cu)的混合物制成。鐵粉末包含其中含有MnS的鐵晶粒。該混合物含有約0.65-1.40％(重量)的MnS。混合物中存在石墨粉末 的目的是使粉末冶金產(chǎn)品中的碳含量(C)為約0.3-0.7％(重量)。通過(guò)確定碳含量(wt.％C)和銅含量(wt.％Cu)，便能夠基于如下關(guān)系式獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)FS＝66.63×(wt％C)+22.61×(wt％Cu)+280.84HR＝22.96×(wt％C)+2.99×(wt％Cu)+78.91.
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一種用于粉末冶金產(chǎn)品的混合物的制備方法包括在鐵粉末中的鐵晶粒中沉淀析出MnS；向鐵粉末中添加石墨粉末，以使粉末冶金產(chǎn)品中的碳含量(C)為約0.3-0.7％(重量)；向鐵粉末中添加約3.0-5.0％(重量)的銅(Cu)；以及，確定碳含量(wt.％C)和銅含量(wt.％Cu)，以便基于如下關(guān)系式來(lái)獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)
FS＝66.63×(wt％C)+22.61×(wt％Cu)+280.84HR＝22.96×(wt％C)+2.99×(wt％Cu)+78.91.
所述混合物含有約0.65-1.40％(重量)的MnS。
根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，一種粉末冶金產(chǎn)品的制備方法包括在混合物制備過(guò)程期間制備一種混合物；將混合物壓制成在壓力下成型為生坯；以及，燒結(jié)該生坯。所述混合物制備過(guò)程包括在鐵粉末中的鐵晶粒中沉淀析出MnS；向鐵粉末中添加石墨粉末，以使粉末冶金產(chǎn)品中的碳含量(C)為約0.3-0.7％(重量)；向鐵粉末中添加約3.0-5.0％(重量)的銅(Cu)；以及，確定碳含量(wt.％C)和銅含量(wt.％Cu)，以便基于如下關(guān)系式來(lái)獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)FS＝66.63×(wt％C)+22.61×(wt％Cu)+280.84HR＝22.96×(wt％C)+2.99×(wt％Cu)+78.91.
所述混合物含有約0.65-1.40％(重量)的MnS。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，一種粉末冶金產(chǎn)品含有鐵、約0.3-0.7％(重量)的碳(C)和約3.0-5.0％(重量)的銅(Cu)。所述鐵包含其中含有MnS的鐵晶粒。所述產(chǎn)品含有約0.65-1.40％(重量)的MnS。通過(guò)確定碳含量(wt.％C)和銅含量(wt.％Cu)，便能夠基于如下關(guān)系式獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)FS＝66.63×(wt％C)+22.61×(wt％Cu)+280.84HR＝22.96×(wt％C)+2.99×(wt％Cu)+78.91.
附圖簡(jiǎn)述參照下面的詳細(xì)描述，特別是結(jié)合附圖分析時(shí)，將會(huì)容易地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更為完全的評(píng)價(jià)，本發(fā)明伴隨的許多優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。所述附圖中

圖1是連桿的正視圖；
圖2是沉淀析出MnS的鐵粉末粒子(P)的橫截面放大視圖；圖3示出了與由沉淀析出MnS的鐵基粉末制成的粉末冶金產(chǎn)品的疲勞強(qiáng)度與其中的碳和銅含量之間的關(guān)系；圖4示出了由純鐵基粉末制成的粉末冶金產(chǎn)品疲勞強(qiáng)度與碳和銅含量之間的關(guān)系；圖5示出了疲勞強(qiáng)度(MPa)與銅含量(wt.％Cu)和碳含量(wt.％C)以及硬度(HRB)與銅含量(wt.％Cu)和碳含量(wt.％C)之間的關(guān)系。
優(yōu)選實(shí)施方案描述現(xiàn)在，參照附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述。
在粉末冶金中，在向鐵粉末中添加某些元素并與之混合后，采用模具組，在壓力下將所述混合物制成具有要求形狀的生坯，然后，將該生坯燒結(jié)并鍛造成最終的冶金產(chǎn)品。比如，這種冶金產(chǎn)品是圖1所示的連桿。連桿1例如用于汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)中。連桿1包括小端部2和大端部3。小端部2與活塞相連。大端部3與曲軸相連。大端部3包括相互間通過(guò)螺栓4相聯(lián)的兩部分(3a和3b)。
在本發(fā)明的這一實(shí)施方案中，將一種能夠提高粉末冶金產(chǎn)品機(jī)械加工性能的機(jī)加工性改進(jìn)成分如MnS沉淀析出在鐵粉末的鐵晶粒中，以便改善粉末冶金產(chǎn)品的機(jī)械加工性。鐵粉末包含大量的鐵粒子。參照?qǐng)D2，在沉淀析出的鐵粉末中，一個(gè)鐵粒子(P)包括多個(gè)鐵晶粒(g)。MnS，其在圖2中以點(diǎn)示出，基本上均勻沉淀析出在鐵晶粒(g)中。
除了MnS，還可以在鐵粒子中沉淀析出用于改善粉末冶金產(chǎn)品機(jī)械強(qiáng)度的元素如Ni和/或Mo。同樣，Ni和/或Mo粉末可以簡(jiǎn)單地與鐵粉末混合。Ni和/或Mo還可以通過(guò)擴(kuò)散結(jié)合與鐵粒子結(jié)合。
本發(fā)明的發(fā)明人研究了銅和碳的含量對(duì)粉末冶金產(chǎn)品的機(jī)械加工性能和疲勞強(qiáng)度的影響。為了進(jìn)行此項(xiàng)研究，采用沉淀析出MnS的粉末、純鐵粉末和其中添加并混合0.3％(重量)的MnS粉末的純鐵粉末作為基礎(chǔ)粉末，制備出幾種Fe-Cu-C混合物。表1示出了純鐵粉末和沉淀析出MnS的粉末的化學(xué)組成(以％(重量)計(jì))。
表1

在沉淀析出的鐵的制備過(guò)程中，將錳(Mn)和硫(S)在熔化和精煉期間添加至鋼熔體中。然后，在氣霧化過(guò)程中制備出鐵粉末。結(jié)果，MnS沉淀析出在鐵晶粒中。日本審定專(zhuān)利公報(bào)(kokoku)56-45964公開(kāi)了這樣一種方法。在此全部引入此參考文獻(xiàn)的內(nèi)容作為參考。將石墨粉末和銅(Cu)添加到鐵粉末中。圖2示出了沉淀析出MnS的鐵粉末的一個(gè)粒子(P)的橫截面放大圖。粒子(P)采用奈塔爾硝酸乙醇腐蝕液腐蝕，以便觀察到晶界。MnS粒子基本均勻沉淀析出在鐵粒子各處。鐵粉末包括大量的鐵粒子。參照?qǐng)D2，在沉淀析出的鐵粉末中，一個(gè)鐵粒子(P)包括多個(gè)鐵晶粒(g)。MnS，其在圖2中以點(diǎn)示出，基本上均勻沉淀析出在鐵晶粒(g)中。
銅粉末采用150目(105μm)篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，90％的銅粉末能通過(guò)200目(75μm)篩網(wǎng)。石墨(Gr)粉末的D50為9.1μm，D90為20.9μm。潤(rùn)滑劑(Lub)選自純石蠟級(jí)。MnS粉末的D50為8.5μm，D90為32.4μm?；旌衔锸堑湫偷腇e-Cu-C組成。所有的試樣混合物均采用588MPa的單軸液壓機(jī)制成外徑為90mm、高度為45mm的試樣產(chǎn)品。在一種推進(jìn)式燒結(jié)爐內(nèi)，純氮?dú)夥罩校?140℃(2084°F)下，對(duì)這些試樣產(chǎn)品燒結(jié)40分鐘。
在為了實(shí)施鍛造對(duì)這些試樣進(jìn)行預(yù)熱之前，將石墨潤(rùn)滑劑涂覆在燒結(jié)材料表面上，以降低燒結(jié)材料與鍛模壁之間的摩擦和防止氧化(或脫碳)。在鍛造用預(yù)熱爐中，在1050℃(1922°F)下，對(duì)燒結(jié)材料預(yù)熱30分鐘。使用1600噸的機(jī)械鍛造壓機(jī)，采用980MPa的壓力進(jìn)行鍛造。
(1)疲勞強(qiáng)度根據(jù)1974年頒布的JIS Z 2274制備JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))1型旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞試樣，以測(cè)量疲勞強(qiáng)度。在此全部引入1974年頒布的JISZ 2274的內(nèi)容作為參考。根據(jù)Ono旋轉(zhuǎn)彎曲疲勞方法測(cè)量疲勞強(qiáng)度。旋轉(zhuǎn)速度為3600rpm。確定疲勞極限為107次循環(huán)。
(2)機(jī)械加工性能采用止推力，即鉆孔期間的切削抗力決定機(jī)械加工性能。止推力下降意味著機(jī)械加工性能提高。鉆孔條件如下鉆頭直徑5mm的高速鋼鉆頭，速度800rpm，鉆孔深度10mm，給料速度0.05mm/轉(zhuǎn)，潤(rùn)滑狀況無(wú)潤(rùn)滑。
表2

表2示出了粉末鍛造試樣的化學(xué)組成和機(jī)械性能。試樣含有銅(2-3wt.％)與碳(0.2-0.6wt.％)的各種組合，以便研究它們對(duì)機(jī)械加工性能和疲勞強(qiáng)度的影響。某些試樣，例如，2wt.％Cu-0.45wt.％C(試樣3和9)，和3wt.％Cu-0.45wt.％C(試樣6和11)對(duì)沉淀析出的基礎(chǔ)材料和純鐵基礎(chǔ)材料之間是等同可比的。根據(jù)這些比較，沉淀析出的基礎(chǔ)材料的疲勞強(qiáng)度比純鐵基礎(chǔ)材料更高。表2中，(FS)代表疲勞強(qiáng)度，(TS)代表抗拉強(qiáng)度，(HRB)代表硬度。
對(duì)試樣3，9和13(Fe-2.0wt.％Cu-0.45wt.％C)的比較結(jié)果如下，在粉末鍛造條件下，沉淀析出的鐵粉末的疲勞強(qiáng)度比純鐵基礎(chǔ)材料高20N/mm2(比混合MnS的基礎(chǔ)材料高+30N/mm2)，止推力比純鐵基礎(chǔ)材料低28kgf(比混合MnS的基礎(chǔ)材料低9kgf)，即機(jī)械加工性能更好。
基礎(chǔ)粉末FS(N/mm2) 止推力(kgf)純鐵(無(wú)MnS) 34390純鐵+0.3％MnS 33371沉淀析出的粉末36362參看表2，對(duì)于沉淀析出的基礎(chǔ)材料和純鐵基礎(chǔ)材料，添加組元的作用似乎不同。為了確定添加組元對(duì)每種性能的影響，對(duì)沉淀析出的粉末和純鐵粉末的每種機(jī)械性能進(jìn)行了回歸分析。表3示出了下述方程的系數(shù)目標(biāo)性能＝A×(wt.％Cu)+B×(wt.％C)+C (1)wt.％Cu銅的重量百分?jǐn)?shù)wt.％C碳的重量百分?jǐn)?shù)A和B系數(shù)。
表3

對(duì)于疲勞強(qiáng)度(FS)，用于沉淀析出的粉末混合物時(shí)的銅的系數(shù)是純鐵粉末基礎(chǔ)混合物時(shí)的兩倍。確定碳對(duì)沉淀析出的粉末混合物的(FS)的影響僅為純鐵粉末基礎(chǔ)混合物時(shí)的一半。另一方面，對(duì)于抗拉強(qiáng)度(TS)，銅和碳添加元素對(duì)基礎(chǔ)材料的影響約為純鐵基礎(chǔ)材料時(shí)的70％。
基于此結(jié)果，添加元素不僅對(duì)機(jī)械性能產(chǎn)生預(yù)期的影響，而且，這種影響也因基礎(chǔ)粉末的不同而異。
圖3和4示出了銅含量與碳含量之間的關(guān)系，以便根據(jù)方程(1)獲得各個(gè)疲勞強(qiáng)度。顯然，在粉末鍛造條件下，純鐵基粉末鍛造(P/F)的材料的疲勞強(qiáng)度比沉淀析出的基礎(chǔ)粉末鍛造的材料對(duì)碳含量更為敏感。這表明與沉淀析出的基礎(chǔ)材料相比，在整個(gè)制造過(guò)程中，為了獲得均勻的性能，純鐵基材料要求更精確的碳含量控制。另一方面，盡管沉淀析出的基礎(chǔ)材料比純鐵基材料對(duì)銅含量更為敏感，但銅的作用低于碳的1/3。已知有幾種防止添加元素偏聚的方法，如擴(kuò)散結(jié)合方法、有機(jī)粘結(jié)劑處理等。這些經(jīng)處理的粉末能夠有效防止偏聚的發(fā)生，但也僅僅是指在生坯狀態(tài)。在對(duì)粉末鍛造的部件進(jìn)行加工時(shí)，不僅會(huì)與基礎(chǔ)粉末中的氧作用發(fā)生脫碳，而且在燒結(jié)和鍛造期間也會(huì)發(fā)生脫碳。沉淀析出的粉末用于粉末鍛造場(chǎng)合的益處之一在于其對(duì)碳含量的敏感性較低。
在純鐵基粉末中，如果不損害機(jī)加工性能，已基本不可能再使疲勞強(qiáng)度提高。然而，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)整銅含量(wt.％Cu)與碳含量(wt.％C)，能夠在不損害機(jī)加工性能的條件下提高疲勞強(qiáng)度。隨著硬度降低，機(jī)加工性能改善。根據(jù)方程(1)和表3，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)與銅含量(wt.％Cu)和碳含量(wt.％C)的關(guān)系，以及硬度(HRB)與銅含量(wt.％Cu)和碳含量(wt.％C)的關(guān)系如下目標(biāo)疲勞強(qiáng)度(MPa)＝22.61×(wt.％Cu)+66.63×(wt.％C)+280.84目標(biāo)硬度(HRB)＝2.99×(wt.％Cu)+22.96×(wt.％C)+78.91確定了銅含量(wt.％Cu)和碳含量(wt.％C)，便可依據(jù)上述關(guān)系獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)。
圖5示出了疲勞強(qiáng)度(MPa)與銅含量(wt.％Cu)和碳含量(wt.％C)的關(guān)系，以及硬度(HRB)與銅含量(wt.％Cu)和碳含量(wt.％C)的關(guān)系。線(F)代表獲得383MPa的疲勞強(qiáng)度FS時(shí)的C和Cu含量的組合。在線(F)以上，獲得高于383MPa的疲勞強(qiáng)度FS。線(H)代表獲得104(HRB)的硬度HR時(shí)的C和Cu含量的組合。在線(H)以下，獲得低于104(HRB)的硬度HR。為了在不損害機(jī)加工性能和不增大成本的條件下提高疲勞強(qiáng)度，碳(C)含量為約0.3-0.7％(重量)，銅(Cu)含量為約2.0-5.0％(重量)。優(yōu)選銅(Cu)含量為約3.0-5.0％(重量)。
在所述粉末中，沉淀析出在鐵晶粒中的MnS量為約0.65-1.40％(重量)。如果MnS含量降至低于0.65％(重量)，則機(jī)加工性能下降。另一方面，如果MnS含量增至高于1.40％(重量)，則疲勞強(qiáng)度下降。優(yōu)選MnS量為約0.65-1.00％(重量)。在此范圍，能夠在不損害機(jī)加工性能和基本不增大成本的條件下提高疲勞強(qiáng)度。更優(yōu)選MnS量為約0.65-0.90％(重量)。
用于粉末冶金的混合物包括鐵粉末、石墨粉末和約2.0-5.0％(重量)的銅(Cu)。優(yōu)選銅(Cu)含量為約3.0-5.0％(重量)。鐵粉末包含其中含有MnS的鐵晶粒。該混合物含有約0.65-1.40％(重量)的MnS?；旌衔镏写嬖谑勰┮允狗勰┮苯甬a(chǎn)品中的碳含量為約0.3-0.7％(重量)。確定碳含量(wt.％C)和銅含量(wt.％Cu)，以便基于如下關(guān)系式來(lái)獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)FS＝66.63×(wt％C)+22.61×(wt％Cu)+280.84HR＝22.96×(wt％C)+2.99×(wt％Cu)+78.91.
銅粉末采用150目(105μm)篩網(wǎng)進(jìn)行篩分，90％的銅粉末能通過(guò)200目(75μm)篩網(wǎng)。石墨(Gr)粉末的D50為9.1μm，D90為20.9μm。潤(rùn)滑劑(Lub)選自純石蠟級(jí)。MnS粉末的D50為8.5μm，D90為32.4μm?；旌衔锸堑湫偷腇e-Cu-C組成。將混合物成型為具有預(yù)定形狀的生坯。在一種推進(jìn)式燒結(jié)爐內(nèi)，純氮?dú)夥罩校?140℃(2084°F)下，對(duì)生坯進(jìn)行燒結(jié)40分鐘。在為了實(shí)施鍛造對(duì)這些燒結(jié)坯體進(jìn)行預(yù)熱之前，將石墨潤(rùn)滑劑涂覆在燒結(jié)坯體表面上，以降低燒結(jié)坯體與鍛模壁之間的摩擦和防止氧化(或脫碳)。在鍛造用預(yù)熱爐中，在1050℃(1922°F)下，對(duì)燒結(jié)坯體預(yù)熱30分鐘。使用1600噸的機(jī)械鍛造壓機(jī)，采用980MPa的壓力進(jìn)行鍛造。這樣，就制備出粉末冶金產(chǎn)品。
顯然，根據(jù)上述介紹，能夠?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行眾多的修正和改變。因此，應(yīng)該了解的是除了此處具體介紹的情形之外，本發(fā)明可以在附后的權(quán)利要求范圍內(nèi)實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種用于粉末冶金產(chǎn)品的混合物，包括包含其中含有MnS的鐵晶粒的鐵粉末，所述混合物含有約0.65-1.40％(重量)的MnS；石墨粉末，混合物中存在于石墨粉末中以使粉末冶金產(chǎn)品中的碳含量(C)為約0.3-0.7％(重量)；以及約3.0-5.0％(重量)的銅(Cu)，其中，通過(guò)確定所述碳含量(wt.％C)和所述銅含量(wt.％Cu)，基于如下關(guān)系式，以獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)FS＝66.63×(wt％C)+22.61×(wt％Cu)+280.84HR＝22.96×(wt％C)+2.99×(wt％Cu)+78.91.
2.根據(jù)權(quán)利要求1的混合物，其中，所述碳含量(wt.％C)和所述銅含量(wt.％Cu)滿足關(guān)系66.63×(wt％C)+22.61×(wt％Cu)≥102.16 和22.96×(wt％C)+2.99×(wt％Cu)≤25.09.
3.根據(jù)權(quán)利要求1的混合物，其中，所述混合物含有約0.65-1.00％(重量)的MnS。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的混合物，其中，所述混合物含有約0.65-0.90％(重量)的MnS。
5.一種由混合物制成的粉末冶金產(chǎn)品，所述混合物包括包含其中含有MnS的鐵晶粒的鐵粉末，所述混合物含有約0.65-1.40％(重量)的MnS；石墨粉末，混合物中存在于石墨粉末中以使粉末冶金產(chǎn)品中的碳含量(C)為約0.3-0.7％(重量)；以及約3.0-5.0％(重量)的銅(Cu)，其中，通過(guò)確定所述碳含量(wt.％C)和所述銅含量(wt.％Cu)，基于如下關(guān)系式，以獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)FS＝66.63×(wt％C)+22.61×(wt％Cu)+280.84HR＝22.96×(wt％C)+2.99×(wt％Cu)+78.91.
6.根據(jù)權(quán)利要求5的粉末冶金產(chǎn)品，其中，所述混合物含有約0.65-1.00％(重量)的MnS。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的粉末冶金產(chǎn)品，其中，所述混合物含有約0.65-0.90％(重量)的MnS。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的粉末冶金產(chǎn)品，其中，所述粉末冶金產(chǎn)品是一種通過(guò)對(duì)在壓力下已成型為所要求形狀的混合物進(jìn)行鍛造制備而成的鍛造產(chǎn)品。
9.一種制備用于粉末冶金產(chǎn)品的混合物的方法，包括在鐵粉末的鐵晶粒中預(yù)合金化MnS，所述混合物含有約0.65-1.40％(重量)的MnS；向鐵粉末中添加石墨粉末，使粉末冶金產(chǎn)品中的碳含量(C)為約0.3-0.7％(重量)；向鐵粉末中添加約3.0-5.0％(重量)的銅(Cu)；通過(guò)確定所述碳含量(wt.％C)和所述銅含量(wt.％Cu)，基于如下關(guān)系式，以獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)FS＝66.63×(wt％C)+22.61×(wt％Cu)+280.84HR＝22.96×(wt％C)+2.99×(wt％Cu)+78.91.
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中，所述混合物含有約0.65-1.00％(重量)的MnS。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中，所述混合物含有約0.65-0.90％(重量)的MnS。
12.一種生產(chǎn)粉末冶金產(chǎn)品的方法，包括在混合物制備過(guò)程中制備一種混合物，所述過(guò)程包括在鐵粉末的鐵晶粒中預(yù)合金化MnS，所述混合物含有約0.65-1.40％(重量)的MnS；向鐵粉末中添加石墨粉末，使粉末冶金產(chǎn)品中的碳含量(C)為約0.3-0.7％(重量)；向鐵粉末中添加約3.0-5.0％(重量)的銅(Cu)；以及通過(guò)確定所述碳含量(wt.％C)和所述銅含量(wt.％Cu)，基于如下關(guān)系式，以獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)FS＝66.63×(wt％C)+22.61×(wt％Cu)+280.84HR＝22.96×(wt％C)+2.99×(wt％Cu)+78.91；在壓力下將混合物制成生坯；以及燒結(jié)該生坯。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，進(jìn)一步包括對(duì)已燒結(jié)的生坯進(jìn)行鍛造。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中，所述混合物含有約0.65-1.00％(重量)的MnS。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中，所述混合物含有約0.65-0.90％(重量)的MnS。
16.一種粉末冶金產(chǎn)品，包括包含其中含有MnS的鐵晶粒的鐵，所述產(chǎn)品含有約0.65-1.40％(重量)的MnS；約0.3-0.7％(重量)的碳(C)；以及約3.0-5.0％(重量)的銅(Cu)，其中，通過(guò)確定所述碳含量(wt.％C)和所述銅含量(wt.％Cu)，基于如下關(guān)系式，以獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)FS＝66.63×(wt％C)+22.61×(wt％Cu)+280.84HR＝22.96×(wt％C)+2.99×(wt％Cu)+78.91.
全文摘要
一種用于粉末冶金產(chǎn)品的混合物，包括鐵粉末、石墨粉末和約3.0－5.0％(重量)的銅(Cu)。鐵粉末包含其中含有MnS的鐵晶粒。該混合物含有約0.65－1.40％(重量)的MnS?；旌衔镏写嬖谑勰┑哪康氖鞘狗勰┮苯甬a(chǎn)品中的碳含量(C)為約3.0－7.0％(重量)。通過(guò)確定碳含量(wt.％C)和銅含量(wt.％Cu)，基于如下關(guān)系式，便能夠獲得目標(biāo)疲勞強(qiáng)度FS(MPa)和目標(biāo)硬度HR(HRB)FS＝66.63×(wt.％C)+22.61×(wt.％Cu)+280.84；HR＝22.96×(wt.％C)+2.99×(wt.％Cu)+78.91。
文檔編號(hào)B22F1/00GK1478005SQ01819749
公開(kāi)日2004年2月25日 申請(qǐng)日期2001年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月9日
發(fā)明者赤城宣明, 河合信也, 佐藤正昭, 關(guān)義和, 天野政樹(shù), 牛尾英明, R·T·斯科特, 也, 斯科特, 明, 昭, 樹(shù) 申請(qǐng)人:美國(guó)科柏克金屬粉末公司, 株式會(huì)社神戶制鋼所, 本田技研工業(yè)株式會(huì)社