專利名稱：一種軸承外圈粉末冶金的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及一種軸承外圈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，提供一種軸承外圈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:
一種軸承外圈粉末冶金的制備方法，它包括以下步驟:
(O配料:所述的軸承外圈是由下述重量百分比的原料制成:
0.6-0.7% 的鎳、0.2-0.4% 的鈰、0.2-0.4% 的鉻、0.4-0.6% 的鑰、0.2-0.6% 的剛玉粉、
0.3-0.4%的硬脂酸鋅、1-2%的改性助劑、30-45%的碳酸鈣、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、氧氧化韓30_40、硬脂酸30_40、過氧化二異丙苯6_8、鐵粉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、乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷0.8-1、水適量；
所述的改性助劑的制備方法包括以下步驟:
Α、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、鐵粉、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乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷與步驟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:將上述重量份的碳酸鈣、鐵、改性助劑預(yù)先混合，再加入剩余各原料，在600-1000 MPa的壓力下壓制3_4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，得到軸承外圈的半成品；
(4)熱處理:將上述半成品在860-880°C下保溫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200-250°C，保溫1_2小時(shí)，進(jìn)行硫化處理；
(5)硫化處理:將重量比為100:1-2的硫和氧化鋅的混合物放入坩堝中，在120-140°C下加熱30-40分鐘，至硫完全熔化，將上述熱處理后的軸承外圈浸入硫液中，浸潰15-25分鐘，將浸潰過的制品放入爐內(nèi)，通氫保護(hù)，加熱到700-720°C保溫0.5-1小時(shí)；
(6)真空浸油:將硫化處理后的軸承外圈放入含有潤滑油的真空箱內(nèi)，加熱溫度至75-90°C，保持時(shí)間為25-40分鐘，即得所述軸承外圈。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，其中鐵粉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
一種軸承外圈粉末冶金的制備方法，它包括以下步驟:
(O配料:所述的軸承外圈是由下述重量百分比的原料制成:
0.7%的鎳、0.4%的鈰、0.4%的鉻、0.6%的鑰、0.6%的剛玉粉、0.4%的硬脂酸鋅、2%的改
性助劑、35%的碳酸鈣、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40、硬脂酸40、過氧化二異丙苯8、鐵粉10、失水山梨醇單油酸酯4、脂肪醇聚氧乙烯醚3、液體石蠟4、乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷0.8、水適量；所述的改性助劑的制備方法包括以下步驟:
Α、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、鐵粉、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乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷與步驟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:將上述重量份的碳酸鈣、鐵、改性助劑預(yù)先混合，再加入剩余各原料混合，在800 MPa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 V /分的速度升高溫度，當(dāng)溫度達(dá)到800°C時(shí)，恒溫25分鐘，再以35°C /分的速度升高溫度，當(dāng)溫度達(dá)到1050°C時(shí)，恒溫2小時(shí)，然后再以6°C/分的速度降低溫度至常溫冷卻，得到軸承外圈的半成品;
(4)熱處理:將上述半成品在880°C下保溫3小時(shí)，然后進(jìn)入油槽淬火，油溫為45-550C，淬火后送入回火爐回火2小時(shí)，回火溫度250°C，保溫2小時(shí)，進(jìn)行硫化處理；
(5)硫化處理:將重量比為100:2的硫和氧化鋅的混合物放入坩堝中，在140°C下加熱40分鐘，至硫完全熔化，將上述熱處理后的軸承外圈浸入硫液中，浸潰25分鐘，將浸潰過的制品放入爐內(nèi)，通氫保護(hù)，加熱到720°C保溫0.5小時(shí)；
(6)真空浸油:將硫化處理后的軸承外圈放入含有潤滑油的真空箱內(nèi)，加熱溫度至90°C，保持時(shí)間為40分鐘，即得所述軸承外圈。性能測(cè)試:極限拉伸強(qiáng)度強(qiáng)度σ b (MPa): 812 屈服強(qiáng)度σ s (MPa): 511 伸長率 δ 5 (%): 16.4 斷面收縮率Ψ (%): 41。
權(quán)利要求
1.一種軸承外圈粉末冶金的制備方法，其特征在于它包括以下步驟: (1)配料:所述的軸承外圈是由下述重量百分比的原料制成: ` 0.6-0.7% 的鎳、0.2-0.4% 的鈰、0.2-0.4% 的鉻、0.4-0.6% 的鑰、0.2-0.6% 的剛玉粉、`0.3-0.4%的硬脂酸鋅、1-2%的改性助劑、30-45%的碳酸鈣、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、氧氧化韓30_40、硬脂酸30_40、過氧化二異丙苯6_8、鐵粉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、乙烯基三(β -甲氧基乙氧基)硅烷0.8-1、水適量； 所述的改性助劑的制備方法包括以下步驟: Α、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、鐵粉、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乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷與步驟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:將上述重量份的碳酸鈣、鐵、改性助劑預(yù)先混合，再加入剩余各原料，在600-1000 MPa的壓力下壓制3_4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，得到軸承外圈的半成品； (4)熱處理:將上述半成品在860-880°C下保溫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200-250°C，保溫1_2小時(shí)，進(jìn)行硫化處理； (5)硫化處理:將重量比為100:1-2的硫和氧化鋅的混合物放入坩堝中，在120-140°C下加熱30-40分鐘，至硫完全熔化，將上述熱處理后的軸承外圈浸入硫液中，浸潰15-25分鐘，將浸潰過的制品放入爐內(nèi)，通氫保護(hù)，加熱到700-720°C保溫0.5-1小時(shí)； (6)真空浸油:將硫化處理后的軸承外圈放入含有潤滑油的真空箱內(nèi)，加熱溫度至75-90°C，保持時(shí)間為25-40分鐘，即得所述軸承外圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軸承外圈粉末冶金的制備方法，它包括以下步驟所述的軸承外圈是由下述重量百分比的原料制成0.6-0.7%的鎳、0.2-0.4%的鈰、0.2-0.4%的鉻、0.4-0.6%的鉬、0.2-0.6%的剛玉粉、0.3-0.4%的硬脂酸鋅、1-2%的改性助劑、30-45%的碳酸鈣、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，其中鐵粉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)B22F1/00GK103223491SQ20131012129
公開日2013年7月31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