合金及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提出了合金及其制備方法和應(yīng)用。其中合金包含：11～20重量份的銅；30～50重量份的鐵；45～55重量份的錳；0～5重量份的鎳；以及0～5重量份的鉬。該合金具有良好的尺寸穩(wěn)定，同時(shí)力學(xué)性能和無(wú)磁性能均可滿足電機(jī)和電器制造業(yè)對(duì)無(wú)磁材料的使用要求，替代無(wú)磁鋼鑄造材料使用，可顯著降低成本。
【專(zhuān)利說(shuō)明】合金及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料領(lǐng)域。具體而言，本發(fā)明涉及一種合金及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)上常用的無(wú)磁鋼材料是鐵錳合金，同時(shí)可能含有小于5重量％的少量銅，通常采用鑄造法制備，但這種方法效率相對(duì)較低，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性較差，而且當(dāng)銅含量大于5重量％時(shí)，鑄造法無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全固溶，產(chǎn)品質(zhì)量也會(huì)因此不穩(wěn)定。如果采用粉末冶金技術(shù)來(lái)制備相同成分的鐵錳合金無(wú)磁鋼材料，必須要采用粉末冶金真空燒結(jié)等技術(shù)，這也相應(yīng)地會(huì)增加生產(chǎn)成本。
[0003]因而，無(wú)磁鋼合金的制備方法還有待進(jìn)一步改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種具有合金及其制備方法以及其應(yīng)用，該合金與其它普通鑄造無(wú)磁鋼材料相比具有良好的尺寸穩(wěn)定特點(diǎn)，同時(shí)力學(xué)性能和無(wú)磁性能均可滿足電機(jī)和電器制造業(yè)對(duì)無(wú)磁材料的使用要求，其制備方法簡(jiǎn)單可行，替代原有無(wú)磁鋼鑄造材料，顯著降低生產(chǎn)成本。
[0005]在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種合金，該合金包含:11~20重量份的銅；30~50重量份的鐵；45~55重量份的猛；0~5重量份的鎳；以及O~5重量份的鑰。由此使得該合金含有該含量范圍內(nèi)的銅能夠保證該合金具有良好的力學(xué)性能和無(wú)磁性的特點(diǎn)，同時(shí)降低該合金的制造成本。該合金還具有良好的尺寸穩(wěn)定特點(diǎn)，同時(shí)力學(xué)性能和無(wú)磁性能符合使用要求。
[0006]在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了一種制備上述合金的方法，該方法包括:提供預(yù)定比例的銅、鐵、錳、鎳和鑰以便得到金屬粉末混合物，其中，所述銅、鐵、錳、鎳和鑰以金屬單質(zhì)粉末的形式提供的；將所述金屬粉末混合物與成型劑混合，以便得到混合物料；將所述混合物料進(jìn)行加壓成型，以便獲得壓制毛坯；將所述壓制毛坯進(jìn)行燒結(jié)處理，以便獲得所述合金。
[0007]利用本發(fā)明實(shí)施例的制備合金的方法是一種低成本的粉末冶金制備方法，該方法不僅可以充分利用粉末冶金技術(shù)在大批量制造中的優(yōu)勢(shì)，批量產(chǎn)品質(zhì)量一致性良好，同時(shí)力學(xué)性能和無(wú)磁性能均可滿足電機(jī)和電器制造業(yè)對(duì)無(wú)磁材料的使用要求，與普通鑄造無(wú)磁鋼材料相比可以提高生產(chǎn)效率，顯著降低制造成本。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的制備合金的方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:`[0009]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，基于100重量份的所述金屬粉末混合物，所述成型劑的用量為I~2重量份，優(yōu)選1.2重量份。由此可以提高合金的制備效率以及合金制量。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述成型劑為選自硬脂酸鋅、硬脂酸、KP11、石蠟的至少一種或多種組合。由此可以進(jìn)一步提高合金的成型率，進(jìn)而提高產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。[0011]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述金屬單質(zhì)粉末的粒度為不大于150微米。由此可以進(jìn)一步提高制備效率以及合金的質(zhì)量。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述加壓成型是在500~700MPa壓力下進(jìn)行的。由此可以進(jìn)一步提聞壓制效率，以及進(jìn)一步提聞合金的力學(xué)性能。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述燒結(jié)處理是在分解氨氣氣氛中進(jìn)行的，并且包括以下步驟:將所述毛坯加熱升溫至950~1150攝氏度，并保溫I個(gè)小時(shí)；然后將所述毛坯降溫至700~800攝氏度，并保溫I個(gè)小時(shí)；以及將所述毛坯自然降溫至200攝氏度以下。由此在該條件下對(duì)壓制毛坯進(jìn)行燒結(jié)處理，更加有助于奧氏體組織的形成，進(jìn)而可以進(jìn)一步提高合金的力學(xué)性能。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述升溫的速度為5~10攝氏度每分鐘，所述降溫的速度為5~8攝氏度每分鐘。由此可以進(jìn)一步提高制備得到合金綜合性能。
[0015]在本發(fā)明的三個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種電機(jī)平衡塊，該電機(jī)平衡塊由上述的合金制成。由此使得該電機(jī)平衡塊具有無(wú)磁性，成本低，尺寸、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，進(jìn)而可以滿足電機(jī)和電器對(duì)電機(jī)平衡塊的使用要求。
[0016]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]本發(fā)明的上述和/或 附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0018]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備合金方法制備得到的合金的金相照片。
[0019]圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備合金方法制備得到的合金的金相照片。
[0020]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的制備合金方法制備得到的合金的金相照片。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，下面的描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0022]在本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種合金，該合金可以包含:11~20重量份的銅；30~50重量份的鐵；45~55重量份的猛；0~5重量份的鎳；以及O~5重量份的鑰。合金中的銅含量適中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)若銅含量低于5重量％，則難以保證合金的力學(xué)性能要求，因此該合金不能滿足電機(jī)和電器制造業(yè)對(duì)無(wú)磁材料的使用要求；若銅含量高于20重量％，合金的成本將大幅度增加，由此，該含量范圍內(nèi)的銅能夠保證該合金具有良好的力學(xué)性能和無(wú)磁性的特點(diǎn)，同時(shí)降低該合金的制造成本。該合金還具有良好的尺寸穩(wěn)定特點(diǎn)，同時(shí)力學(xué)性能和無(wú)磁性能均可滿足電機(jī)和電器制造業(yè)對(duì)無(wú)磁材料的使用要求，其制備方法簡(jiǎn)單可行，替代原有無(wú)磁鋼鑄造材料，顯著降低生產(chǎn)成本。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述合金的組分含量單位為重量份，也可以理解為重量百分比，此時(shí)的以各組分的重量百分比之和應(yīng)為I。
[0024]在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了一種制備上述合金的方法，該方法包括:提供預(yù)定比例的銅、鐵、錳、鎳和鑰以便得到金屬粉末混合物，其中，所述金屬粉末的以單質(zhì)形式提供的；將所述金屬粉末混合物與成型劑混合，以便得到混合物料；將所述混合物料進(jìn)行加壓成型，以便獲得壓制毛坯；將所述壓制毛坯進(jìn)行燒結(jié)處理，以便獲得所述合金。
[0025]利用本發(fā)明實(shí)施例的制備合金的方法是一種低成本的粉末冶金制備方法，該方法不僅可以充分利用粉末冶金技術(shù)在大批量制造中的優(yōu)勢(shì)，批量產(chǎn)品質(zhì)量一致性良好，同時(shí)力學(xué)性能和無(wú)磁性能均可滿足電機(jī)和電器制造業(yè)對(duì)無(wú)磁材料的使用要求，與普通鑄造無(wú)磁鋼材料相比可以提高生產(chǎn)效率，顯著降低制造成本。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述金屬單質(zhì)粉末的粒度為不大于150微米。由此可以進(jìn)一步提高制備得到合金產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，基于100重量份的所述金屬粉末混合物，成型劑的用量為I~2重量份，優(yōu)選1.2重量份。由此可以提高壓制毛坯的成型率以及合金制量，成型劑在燒結(jié)處理過(guò)程中脫除。根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述成型劑并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，上述成型劑可以選自硬脂酸鋅、硬脂酸、KP11、石蠟的至少一種或多種組合。由此可以進(jìn)一步提高壓制毛坯的成型率，由此可以進(jìn)一步提高制備得到合金產(chǎn)品的尺寸穩(wěn)定性。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，將上述金屬粉末混合物進(jìn)行壓制的條件并不受特別限制，根據(jù)本發(fā)明的具體示例，上述加壓成型可以在500~700MPa壓力下進(jìn)行。由此在該條件下將含有成型劑的金屬粉末混合物壓制成壓制毛坯，可以進(jìn)一步提高壓制毛坯的成型率，以便保證產(chǎn)品合金的外觀尺寸穩(wěn)定性。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，將上述壓制得到的壓制毛坯進(jìn)行燒結(jié)處理，根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，燒結(jié)處理是在分解氨氣氣氛中進(jìn)行的，并且包括以下步驟:將毛坯加熱升溫至950~1150攝氏度，并保溫I個(gè)小時(shí)；然后將毛坯降溫至700~800攝氏度，并保溫I個(gè)小時(shí)；以及將毛坯自然降溫至200攝氏度以下。由此在該條件下對(duì)壓制毛坯進(jìn)行燒結(jié)處理，更加有助于奧氏體組織的形成，進(jìn)而可以進(jìn)一步提高合金的力學(xué)性能。
`[0030]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，燒結(jié)處理過(guò)程中工的升溫的速度為5~10攝氏度每分鐘，降溫的速度為5~8攝氏度每分鐘。由此可以更加利于壓制毛坯內(nèi)部奧氏體組織的形成，以便進(jìn)一步提聞合金廣品的綜合性能。
[0031]因此，綜上所述，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例方法制備得到的合金具有穩(wěn)定可靠的外觀尺寸、優(yōu)良的無(wú)磁性能以及適中的力學(xué)性能，并且該方法能夠顯著降低制造成本，簡(jiǎn)單可行，批量生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量一致性良好，因此更加適于大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。制得的合金可滿足電機(jī)和電器制造業(yè)對(duì)無(wú)磁材料的使用要求，替代原有無(wú)磁鋼鑄造材料，顯著降低成本。
[0032]在本發(fā)明的三個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種電機(jī)平衡塊，該電機(jī)平衡塊由上述的合金制成。由此使得該電機(jī)平衡塊具有無(wú)磁性，成本低，尺寸、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，進(jìn)而可以滿足電機(jī)和電器對(duì)電機(jī)平衡塊的使用要求。
[0033]下面參考具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，需要說(shuō)明的是，這些實(shí)施例僅僅是描述性的，而不以任何方式限制本發(fā)明。
[0034]實(shí)施例1
[0035]制備一種壓縮機(jī)電機(jī)用粉末冶金無(wú)磁材料，各組分質(zhì)量百分比為:11重量％的銅，40重量％的鐵,45重量％猛，I重量％的鎳,3重量％的鑰。
[0036]制備工藝包括如下步驟:稱(chēng)量11公斤銅粉，40公斤鐵粉，45公斤錳粉，I公斤鎳粉，3公斤鑰粉，添加1.2公斤KPll成型劑，置于V型混料機(jī)中混料時(shí)間60分鐘后；在鋼模中壓制毛坯，壓制壓力500MPa，保壓時(shí)間2秒；在分解氨氣氛環(huán)境中，以每分鐘5~10攝氏度的加熱速度將壓制毛坯從室溫均勻加熱到1150攝氏度保溫I小時(shí)后，隨爐冷卻至700~800攝氏度保溫I小時(shí)，然后隨爐冷卻至200攝氏度以下出爐，得到粉末冶金無(wú)磁材料。隨爐冷卻速度控制在每分鐘5~8攝氏度。
[0037]本實(shí)施例制備的粉末冶金無(wú)磁材料的性能:密度6.90g/cm3,硬度65~80HRB，拉伸強(qiáng)度220~260MPa，抗彎強(qiáng)度550~600MPa，沖擊韌性5~6J/cm2，相對(duì)磁導(dǎo)率μ ( 1.05，產(chǎn)品外觀尺寸良好，可以完全滿足無(wú)磁材料的使用要求。
[0038]采用本實(shí)施例制備的空調(diào)壓縮機(jī)用無(wú)磁電機(jī)平衡塊與普通鑄造無(wú)磁鋼平衡塊性能對(duì)比結(jié)果:
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種合金，其特征在于，包含: 11~20重量份的銅； 30~50重量份的鐵； 45~55重量份的錳； O~5重量份的鎳；以及 O~5重量份的鑰。
2.一種制備權(quán)利要求1所述合金的方法，其特征在于，包括: 提供預(yù)定比例的銅、鐵、錳、鎳、鑰以便得到金屬粉末混合物，其中，所述銅、鐵、錳、鎳、鑰是以金屬單質(zhì)粉末的形式提供的； 將所述金屬粉末混合物與成型劑混合，以便得到混合物料； 將所述混合物料進(jìn)行加壓成型，以便獲得壓制毛坯； 將所述壓制毛坯進(jìn)行燒結(jié)處理，以便獲得所述合金。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，基于100重量份的所述金屬粉末混合物，所述成型劑的用量為I~2重量份，優(yōu)選1.2重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述成型劑為選自硬脂酸鋅、硬脂酸、KPl 1、石蠟的至少一種或多種組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述`的方法，其特征在于，所述金屬單質(zhì)粉末的粒度為不大于150微米。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述加壓成型是在500~700MPa壓力下進(jìn)行的。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述燒結(jié)處理是在分解氨氣氣氛中進(jìn)行的，并且包括以下步驟: 將所述毛坯加熱升溫至950~1150攝氏度，并保溫I個(gè)小時(shí)； 然后將所述毛坯降溫至700~800攝氏度，并保溫I個(gè)小時(shí)；以及 將所述毛坯自然降溫至200攝氏度以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述升溫的速度為5~10攝氏度每分鐘，所述降溫的速度為5~8攝氏度每分鐘。
9.一種電機(jī)平衡塊，其特征在于，是由權(quán)利要求1所述的合金制成的。
10.一種壓縮機(jī)，其特征在于，包含權(quán)利要求9所述的電機(jī)平衡塊。
【文檔編號(hào)】C22C1/04GK103509985SQ201310317399
【公開(kāi)日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月9日
【發(fā)明者】梁圣明, 黃年周, 黃錫槿, 彭世超, 劉如鐵, 熊翔, 黨勝云, 劉旭 申請(qǐng)人:廣東美芝制冷設(shè)備有限公司, 株洲市科仁達(dá)新材料有限公司