本發(fā)明涉及一種電磁連接閥，屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

眾所周知，隨著時(shí)代的發(fā)展與進(jìn)步。材料、能源和信息已經(jīng)被稱為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的三大支柱。對(duì)于材料，特別是先進(jìn)材料的認(rèn)識(shí)水平、掌握和運(yùn)用的能力，對(duì)一個(gè)現(xiàn)代國(guó)家的科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，綜合國(guó)力以及社會(huì)文明進(jìn)步都將產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，材料的發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展密切相關(guān)。粉末冶金是用金屬材料(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料，經(jīng)過成形和燒結(jié)制造金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工藝過程。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方，因此也叫金屬陶瓷法。

粉末冶金在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上具有一系列特點(diǎn)：首先，粉末冶金在生產(chǎn)零件時(shí)成本低。與鑄造方法相比，粉末冶金方法在精密度和成本這兩方面非常有競(jìng)爭(zhēng)力。鑄造中的一些問題，如偏析、機(jī)加工量大等，用粉末冶金方法則可以減少或避免。用粉末冶金生產(chǎn)制品時(shí)，金屬的總損耗只有1％-5％。其次，粉末冶金方法能生產(chǎn)用普通熔煉法無法生產(chǎn)的、具有特殊性能的材料：例如多孔材料、氧化物彌散強(qiáng)化合金、鎢.銅假合金型電觸頭材料、陶瓷和硬質(zhì)合金以及各種復(fù)合材料等。另外，粉末冶金方法也可以制取高純度材料，而不給材料帶來污染。

粉末冶金可直接制成多種機(jī)械零件，如在汽車摩擦片、剎車片、各種齒輪、凸輪、鏈輪、連接閥、減震器等零件中應(yīng)用。現(xiàn)有的技術(shù)中，對(duì)這種零部件的加工主要采用鑄造和切削加工，但無論是鑄造還是機(jī)械加工都具有浪費(fèi)原材料的缺陷，另外從零件的質(zhì)量方面考慮，鑄造加工出來的質(zhì)量也無法滿足要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種硬度、強(qiáng)度高的電磁連接閥。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種電磁連接閥，包括圓盤形的主體以及設(shè)置在主體上的軸突，所述主體與軸突同軸設(shè)置，所述主體與軸突相連接的一側(cè)具有階梯形，所述軸突在遠(yuǎn)離主體端外側(cè)具有環(huán)形卡槽；

所述的電磁連接閥包括如下成分及其重量份數(shù)：

膠體石墨 1-5份

銅粉 2-6份

鎳粉 3-5份

鉬粉 1-3份

鉻粉 0.5-2份

潤(rùn)滑劑 0.5-3份

氟化鈣 1-5份

水霧化鐵粉 60-100份，

其中水霧化鐵粉由兩種不同粒徑的水霧鐵粉復(fù)配而成，其中粒徑為50-120μm的水霧化鐵粉20-40份，粒徑為10-30μm的水霧化鐵粉40-60份。

銅粉含量的增加能直接提高產(chǎn)品的抗彎強(qiáng)度，卻由于其塑性較差，會(huì)降低產(chǎn)品的洛氏硬度；而石墨含量的增加對(duì)產(chǎn)品機(jī)械性能的影響則與銅粉相反，其能顯著增加產(chǎn)品的洛氏硬度卻降低抗彎強(qiáng)度，本發(fā)明以水霧化鐵粉為主，通過合理配置銅粉和石墨的配比，加入適量的銅粉、石墨、鎳粉、鉬粉、鉻粉，直接采用粉狀材料，無需初級(jí)粉碎，通過一次成型壓制即可制得致密性好的電磁連接閥，且電磁連接閥的洛氏硬度和抗彎強(qiáng)度保持在較平衡狀態(tài)。本發(fā)明采用膠體石墨取代傳統(tǒng)粉末冶金過程中使用的普通石墨，在壓制成型過程中能減少潤(rùn)滑劑的使用，在燒結(jié)過程中，能提高燒結(jié)成型的良率。本發(fā)明所采用的水霧化鐵粉是兩種不同粒徑的水霧化鐵粉復(fù)配而成，不用粒徑的混合物可使電磁連接閥的粉末顆粒在一次壓制成型過程中更加均勻地分布，提高電磁連接閥的誘導(dǎo)內(nèi)應(yīng)力，提高電磁連接閥的表面硬度，降低表層氣孔率，提高電磁連接閥的致密性。

作為優(yōu)選，所述的潤(rùn)滑劑為聚乙烯基異丁醚、金屬氧化物微粒、硬脂酸鋅、脂肪酸雙酰胺按比例混合通過石蠟粉包裹制成的潤(rùn)滑劑顆粒，所述潤(rùn)滑劑顆粒中各成分所占的質(zhì)量百分比分別為：聚乙烯基異丁醚40-50％、金屬氧化物微粒10-12％、硬脂酸鋅5-8％、脂肪酸雙酰胺30-45％。潤(rùn)滑劑顆粒中含有多種潤(rùn)滑成分，更容易隨潤(rùn)滑劑顆粒在粉末材料中均勻分布，潤(rùn)滑劑顆粒外表由石蠟層所覆蓋，壓坯的過程中石蠟層被破壞，有利于順利脫模。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的金屬氧化物微粒為氧化鈣和/或氧化鋁。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種上述電磁連接閥的制備方法，所述的制備方法包括如下步驟：

S1、混料：按所述電磁連接閥的成分及其重量份稱取原料，將稱取好的原料倒入粉末混料機(jī)混合，得均勻的鐵基粉末混合物；

S2、壓制成型：將鐵基粉末混合物送入成型機(jī)中，采用一次壓制成型法制得電磁連接閥坯件；

S3、振蕩壓力燒結(jié)：將電磁連接閥坯件通過振蕩壓力燒結(jié)得電磁連接閥半成品；

S4、后處理：將電磁連接閥半成品用研磨劑進(jìn)行共振研磨，然后依次經(jīng)過超聲波清洗、蒸汽處理得本發(fā)明電磁連接閥。

本發(fā)明電磁連接閥的制備方法通過一次壓制成型，然后進(jìn)行振蕩壓力燒結(jié)，與現(xiàn)有技術(shù)中普通的燒結(jié)不同，本發(fā)明燒結(jié)過程中施加振蕩壓力強(qiáng)化了高溫下晶粒的塑性形變和晶界滑移等現(xiàn)象，抑制了晶界遷移，從而抑制了晶粒的過快生長(zhǎng)。且本發(fā)明振蕩壓力又為粉體致密化提供了較高的驅(qū)動(dòng)力，通過重排、擴(kuò)散和遷移等機(jī)制甲酸了坯體的致密化進(jìn)程，同時(shí)，振蕩壓力加速了燒結(jié)后期晶界處關(guān)閉氣孔的排出，進(jìn)而提高了電磁連接閥材料的致密性、強(qiáng)度，尤其是斷裂強(qiáng)度和抗老化強(qiáng)度。

在上述電磁連接閥的制備方法中，作為優(yōu)選，步驟S2中壓制成型的壓力為220-280MPa，壓制溫度為130-150℃，模具溫度為150-170℃。

進(jìn)一步優(yōu)選，壓制成型在氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w中進(jìn)行，氫氣和氮?dú)獾捏w積百分比為1-3.8％∶96.2-99％。

壓制成形時(shí)，壓制壓力基本和最終產(chǎn)品密度成正比。壓力剛開始增大時(shí)，使得粉末體內(nèi)的拱橋被破壞，粉末顆粒發(fā)生位移彼此填充空隙，重新排列位置增加接觸，產(chǎn)品密度急劇增加。壓力急劇增大至超過粉末顆粒的臨界壓力后，粉末顆粒開始變形，產(chǎn)品密度繼續(xù)增加。壓力超過粉末臨界壓力后，繼續(xù)提高壓力對(duì)產(chǎn)品密度改良效果減小。為節(jié)約成本，節(jié)省裝備購(gòu)置費(fèi)用，本發(fā)明選取的壓制的壓力、溫度控制在上述范圍。

在上述電磁連接閥的制備方法中，作為優(yōu)選，步驟S3中振蕩壓力燒結(jié)具體為：

氬氣作保護(hù)氣體，施加預(yù)壓力3-8MPa，緩慢升溫，升溫速率為50-80℃/h；

當(dāng)溫度達(dá)到550-600℃后保溫40-60min；

將恒定壓力增加到12-15MPa，以50-80℃/h的升溫速率繼續(xù)升溫至820-880℃，保溫20-40min；

將恒定壓力增加到20-25MPa，以20-30℃/min的速率升溫至950-1050℃；

當(dāng)溫度達(dá)到1100-1180℃后施加振蕩壓力，振蕩壓力變化范圍為5-10MPa，頻率為35-60Hz，保溫時(shí)間為30-50min；

保溫完成后以50-80℃/h的速率降溫至850-880℃，并卸壓，然后自然冷卻至室溫。

本發(fā)明在燒結(jié)后逐步降溫到稍低的溫度，也有利于排氣和產(chǎn)品整體的均勻冷卻，從而避免冷熱不均，從而提高產(chǎn)品燒結(jié)的成品率，防止發(fā)生龜裂和形變，提高電磁連接閥的致密性、強(qiáng)度、韌性。

在上述電磁連接閥的制備方法中，作為優(yōu)選，步驟S4中研磨劑的用量與電磁連接閥半成品的質(zhì)量比為2-4:1。進(jìn)一步優(yōu)選，所述研磨劑的粒徑為50-120μm。再進(jìn)一步優(yōu)選，所述研磨劑為二氧化硅磨料、碳化硅磨料、白剛玉磨料中的一種或多種。將研磨料的粒徑控制在0.5-2.5μm可以提高誘導(dǎo)的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)而提高電磁連接閥的機(jī)械負(fù)荷能力，提高其強(qiáng)度，延長(zhǎng)其使用壽命。

共振研磨過程中還可以加入防銹劑、光亮劑等，在研磨過程中有效去除毛刺的同時(shí)有效的防止零件在研磨過程發(fā)生氧化，并使零件表面光亮。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明電磁連接閥通過合理配伍其原料，尤其是選用了不同粒徑的水霧化鐵粉以及含多種成分的潤(rùn)滑劑，并利用粉末冶金方法先一體壓制成型，然后通過振蕩壓力燒結(jié)，降低表層氣孔率，縮小尺寸公差，提高電磁連接閥的密度，提高電磁連接閥硬度和強(qiáng)度，進(jìn)而提高其使用壽命。

附圖說明

圖1為本發(fā)明電磁連接閥的剖視圖。

圖中，1、主體；2、軸突；3、環(huán)形卡槽。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例結(jié)合附圖說明，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

如圖1所示，一種電磁連接閥，包括圓盤形的主體1以及設(shè)置在主體上的軸突2，所述主體1與軸突2同軸設(shè)置，所述主體1與軸突2相連接的一側(cè)具有階梯形，所述軸突2在遠(yuǎn)離主體端外側(cè)具有環(huán)形卡槽3；

電磁連接閥包括如下成分及其重量份數(shù)：

膠體石墨 1-5份

銅粉 2-6份

鎳粉 3-5份

鉬粉 1-3份

鉻粉 0.5-2份

潤(rùn)滑劑 0.5-3份

氟化鈣 1-5份

水霧化鐵粉 60-100份，

其中水霧化鐵粉由兩種不同粒徑的水霧鐵粉復(fù)配而成，其中粒徑為50-120μm的水霧化鐵粉20-40份，粒徑為10-30μm的水霧化鐵粉40-60份。

表1：實(shí)施例1-4中電磁連接閥的成分及其質(zhì)量份數(shù)

實(shí)施例1

混料：按表1實(shí)施例1中所述電磁連接閥的成分及其重量份稱取原料，將稱取好的原料倒入粉末混料機(jī)混合，得均勻的鐵基粉末混合物；所述的潤(rùn)滑劑為聚乙烯基異丁醚、金屬氧化物微粒、硬脂酸鋅、脂肪酸雙酰胺按比例混合通過石蠟粉包裹制成的潤(rùn)滑劑顆粒，所述潤(rùn)滑劑顆粒中各成分所占的質(zhì)量百分比分別為：聚乙烯基異丁醚45％、金屬氧化物微粒11％、硬脂酸鋅6％、脂肪酸雙酰胺38％；所述的金屬氧化物微粒為氧化鈣5％與氧化鋁6％(占潤(rùn)滑劑顆?？傎|(zhì)量的質(zhì)量百分比)。

壓制成型：將鐵基粉末混合物送入成型機(jī)中，在氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w下(氫氣和氮?dú)獾捏w積百分比為1-3.8％∶96.2-99％)采用一次壓制成型法制得電磁連接閥坯件；壓制成型的壓力為250MPa，壓制溫度為140℃，模具溫度為160℃。

振蕩壓力燒結(jié)：在氬氣保護(hù)下，將電磁連接閥坯件置于燒結(jié)爐中，先施加預(yù)壓力5MPa，緩慢升溫，升溫速率為60℃/h；當(dāng)溫度達(dá)到570℃后保溫50min；將恒定壓力增加到13MPa，以60℃/h的升溫速率繼續(xù)升溫至850℃，保溫30min；將恒定壓力增加到22MPa，以25℃/min的速率升溫至1000℃；當(dāng)溫度達(dá)到1150℃后施加振蕩壓力，振蕩壓力變化范圍為8MPa(即在14-30MPa之間循環(huán)震動(dòng))，頻率為50Hz，保溫時(shí)間為40min；保溫完成后以60℃/h的速率降溫至860℃，并卸壓，然后自然冷卻至室溫，得電磁連接閥半成品。

后處理：將電磁連接閥半成品用研磨劑(研磨劑的用量與電磁連接閥半成品的質(zhì)量比為3:1，所述研磨劑的粒徑為50-120μm，研磨劑為二氧化硅磨料)進(jìn)行共振研磨，然后依次經(jīng)過超聲波清洗、蒸汽處理得本發(fā)明電磁連接閥。

實(shí)施例2

混料：按表1實(shí)施例2中所述電磁連接閥的成分及其重量份稱取原料，將稱取好的原料倒入粉末混料機(jī)混合，得均勻的鐵基粉末混合物；所述的潤(rùn)滑劑為聚乙烯基異丁醚、金屬氧化物微粒、硬脂酸鋅、脂肪酸雙酰胺按比例混合通過石蠟粉包裹制成的潤(rùn)滑劑顆粒，所述潤(rùn)滑劑顆粒中各成分所占的質(zhì)量百分比分別為：聚乙烯基異丁醚48％、金屬氧化物微粒11％、硬脂酸鋅7％、脂肪酸雙酰胺34％；所述的金屬氧化物微粒為氧化鈣5％和氧化鋁6％(占潤(rùn)滑劑顆粒總質(zhì)量的質(zhì)量百分比)。

壓制成型：將鐵基粉末混合物送入成型機(jī)中，在氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w下(氫氣和氮?dú)獾捏w積百分比為1-3.8％∶96.2-99％)采用一次壓制成型法制得電磁連接閥坯件；壓制成型的壓力為240MPa，壓制溫度為145℃，模具溫度為155℃。

振蕩壓力燒結(jié)：在氬氣保護(hù)下，將電磁連接閥坯件置于燒結(jié)爐中，先施加預(yù)壓力6MPa，緩慢升溫，升溫速率為70℃/h；當(dāng)溫度達(dá)到580℃后保溫45min；將恒定壓力增加到14MPa，以70℃/h的升溫速率繼續(xù)升溫至860℃，保溫25min；將恒定壓力增加到24MPa，以28℃/min的速率升溫至1020℃；當(dāng)溫度達(dá)到1130℃后施加振蕩壓力，振蕩壓力變化范圍為6MPa(即在18-30MPa之間循環(huán)震動(dòng))，頻率為40Hz，保溫時(shí)間為45min；保溫完成后以70℃/h的速率降溫至870℃，并卸壓，然后自然冷卻至室溫，得電磁連接閥半成品。

后處理：將電磁連接閥半成品用研磨劑(研磨劑的用量與電磁連接閥半成品的質(zhì)量比為2.5:1，所述研磨劑的粒徑為50-120μm，研磨劑為白剛玉磨料)進(jìn)行共振研磨，然后依次經(jīng)過超聲波清洗、蒸汽處理得本發(fā)明電磁連接閥。

實(shí)施例3

混料：按表1實(shí)施例3中所述電磁連接閥的成分及其重量份稱取原料，將稱取好的原料倒入粉末混料機(jī)混合，得均勻的鐵基粉末混合物；所述的潤(rùn)滑劑為聚乙烯基異丁醚、金屬氧化物微粒氧化鈣、硬脂酸鋅、脂肪酸雙酰胺按比例混合通過石蠟粉包裹制成的潤(rùn)滑劑顆粒，所述潤(rùn)滑劑顆粒中各成分所占的質(zhì)量百分比分別為：聚乙烯基異丁醚40％、金屬氧化物微粒氧化鈣12％、硬脂酸鋅8％、脂肪酸雙酰胺40％。

壓制成型：將鐵基粉末混合物送入成型機(jī)中，在氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w下(氫氣和氮?dú)獾捏w積百分比為1-3.8％∶96.2-99％)采用一次壓制成型法制得電磁連接閥坯件；壓制成型的壓力為280MPa，壓制溫度為150℃，模具溫度為170℃。

振蕩壓力燒結(jié)：在氬氣保護(hù)下，將電磁連接閥坯件置于燒結(jié)爐中，先施加預(yù)壓力8MPa，緩慢升溫，升溫速率為80℃/h；當(dāng)溫度達(dá)到600℃后保溫40min；將恒定壓力增加到15MPa，以80℃/h的升溫速率繼續(xù)升溫至880℃，保溫20min；將恒定壓力增加到25MPa，以30℃/min的速率升溫至1050℃；當(dāng)溫度達(dá)到1180℃后施加振蕩壓力，振蕩壓力變化范圍為10MPa(即在15-35MPa之間循環(huán)震動(dòng))，頻率為35Hz，保溫時(shí)間為30min；保溫完成后以80℃/h的速率降溫至880℃，并卸壓，然后自然冷卻至室溫，得電磁連接閥半成品。

后處理：將電磁連接閥半成品用研磨劑(研磨劑的用量與電磁連接閥半成品的質(zhì)量比為4:1，所述研磨劑的粒徑為50-120μm，研磨劑為碳化硅磨料，還根據(jù)情況加入適量的防銹劑、光亮劑)進(jìn)行共振研磨，然后依次經(jīng)過超聲波清洗、蒸汽處理得本發(fā)明電磁連接閥。

實(shí)施例4

混料：按表1實(shí)施例4中所述電磁連接閥的成分及其重量份稱取原料，將稱取好的原料倒入粉末混料機(jī)混合，得均勻的鐵基粉末混合物；所述的潤(rùn)滑劑為聚乙烯基異丁醚、金屬氧化物微粒氧化鋁、硬脂酸鋅、脂肪酸雙酰胺按比例混合通過石蠟粉包裹制成的潤(rùn)滑劑顆粒，所述潤(rùn)滑劑顆粒中各成分所占的質(zhì)量百分比分別為：聚乙烯基異丁醚50％、金屬氧化物微粒氧化鋁10％、硬脂酸鋅5％、脂肪酸雙酰胺35％。

壓制成型：將鐵基粉末混合物送入成型機(jī)中，在氫氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w下(氫氣和氮?dú)獾捏w積百分比為1-3.8％∶96.2-99％)采用一次壓制成型法制得電磁連接閥坯件；壓制成型的壓力為220MPa，壓制溫度為130℃，模具溫度為150℃。

振蕩壓力燒結(jié)：在氬氣保護(hù)下，將電磁連接閥坯件置于燒結(jié)爐中，先施加預(yù)壓力3MPa，緩慢升溫，升溫速率為50℃/h；當(dāng)溫度達(dá)到550℃后保溫60min；將恒定壓力增加到12MPa，以50℃/h的升溫速率繼續(xù)升溫至820℃，保溫40min；將恒定壓力增加到20MPa，以20℃/min的速率升溫至950℃；當(dāng)溫度達(dá)到1100℃后施加振蕩壓力，振蕩壓力變化范圍為5MPa(即在15-25MPa之間循環(huán)震動(dòng))，頻率為60Hz，保溫時(shí)間為30min；保溫完成后以50℃/h的速率降溫至850℃，并卸壓，然后自然冷卻至室溫，得電磁連接閥半成品。

后處理：將電磁連接閥半成品用研磨劑(研磨劑的用量與電磁連接閥半成品的質(zhì)量比為2:1，所述研磨劑的粒徑為50-120μm，研磨劑為二氧化硅磨料，還可以根據(jù)情況加入適量的防銹劑、光亮劑等)進(jìn)行共振研磨，然后依次經(jīng)過超聲波清洗、蒸汽處理得本發(fā)明電磁連接閥。

對(duì)比例1

與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，該對(duì)比例中的水霧化鐵粉為單一粒徑水霧化鐵粉，且潤(rùn)滑劑為普通常規(guī)的潤(rùn)滑劑，其他與實(shí)施例1相同，此處不再累述。

對(duì)比例2

與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，該對(duì)比例中僅是加熱至1100-1180℃進(jìn)行燒結(jié)(即沒有使用振蕩壓力燒結(jié))，其他與實(shí)施例1相同，此處不再累述。

在本發(fā)明中，除了特別說明，其他所述的工藝均為常規(guī)工藝，如共振研磨、超聲波清洗、蒸汽處理等，其他所示的試劑均為常規(guī)試劑，如防銹劑、光亮劑等。

將實(shí)施例1-4及對(duì)比例1-2中的電磁連接閥進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2：實(shí)施例1-4及對(duì)比例1-2中電磁連接閥的性能測(cè)試結(jié)果

綜上所述，本發(fā)明電磁連接閥通過合理配伍其原料，尤其是選用了不同粒徑的水霧化鐵粉以及含多種成分的潤(rùn)滑劑，并利用粉末冶金方法先一體壓制成型，然后通過振蕩壓力燒結(jié)，降低表層氣孔率，縮小尺寸公差，提高電磁連接閥的密度，提高電磁連接閥硬度和強(qiáng)度，進(jìn)而提高其使用壽命。

本處實(shí)施例對(duì)本發(fā)明要求保護(hù)的技術(shù)范圍中點(diǎn)值未窮盡之處以及在實(shí)施例技術(shù)方案中對(duì)單個(gè)或者多個(gè)技術(shù)特征的同等替換所形成的新的技術(shù)方案，同樣都在本發(fā)明要求保護(hù)的范圍內(nèi)；同時(shí)本發(fā)明方案所有列舉或者未列舉的實(shí)施例中，在同一實(shí)施例中的各個(gè)參數(shù)僅僅表示其技術(shù)方案的一個(gè)實(shí)例(即一種可行性方案)，而各個(gè)參數(shù)之間并不存在嚴(yán)格的配合與限定關(guān)系，其中各參數(shù)在不違背公理以及本發(fā)明述求時(shí)可以相互替換，特別聲明的除外。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。