CN103938017A - 一种铜基粉末冶金工具钢及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜基粉末冶金工具钢及其制作方法，以雾化铜粉为基质，其他组成原料的重量百分含量为氧化铜10-12、铁粉5-7、锌粉3-5、镍粉1-3、二氧化硅2-3、氧化硼0.1-0.3、氧化镍0.2-0.3、纳米铌粉0.4-0.6、二氧化钛0.2-0.4、氧化钯0.01-0.03、氧化钪0.01-0.02和聚乙烯蜡0.5-0.6和硬脂酸锌0.2-0.4。本发明采用雾化铜粉为基质，多种金属粉末和氧化金属粉末为原料，配合分别预烧和研磨制作方法，使生产出的产品性能指标高，光泽度好，稳定性好，不易出现断裂等现象，使用寿命长，适用范围广。
Description
技术领域
本发明涉及一种粉末冶金技术领域，具体涉及一种铜基粉末冶金工具钢及其制作方法。
背景技术
粉末冶金是制取金属粉末并通过混合、造型等工艺将金属粉末与非金属粉末的混合物制成制品的加工方法，工具钢是汽车的重要部件，目前，工具钢常用精密铸造方法造型，但是存在许多问题，例如：浇注配方不合理，产品的硬度、强度、延伸率达不到要求等等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铜基粉末冶金工具钢及其制作方法。
为了实现上述目的本发明采用如下技术方案：
铜基粉末冶金工具钢，以雾化铜粉为基质，其他组成原料的重量百分含量为氧化铜10-12、铁粉5-7、锌粉3-5、镍粉1-3、二氧化硅2-3、氧化硼0.1-0.3、氧化镍0.2-0.3、纳米铌粉0.4-0.6、二氧化钛0.2-0.4、氧化钯0.01-0.03、氧化钪0.01-0.02和聚乙烯蜡0.5-0.6和硬脂酸锌0.2-0.4。
铜基粉末冶金工具钢，以雾化铜粉为基质，其他组成原料的重量百分含量为氧化铜11、铁粉6、锌粉4、镍粉2、二氧化硅2.5、氧化硼0.2、氧化镍0.25、纳米铌粉0.5、二氧化钛0.3、氧化钯0.02、氧化钪0.015和聚乙烯蜡0.55和硬脂酸锌0.3。
铜基粉末冶金工具钢的制作方法，包括以下步骤：
(1)按组成原料的重量百分含量称取各原料，首先将雾化铜粉、氧化铜、铁粉、锌粉、镍粉和二氧化硅混合均匀，然后送入回转炉预烧，在室温下经过2-3小时，升温至500-550℃，保温混料2-3小时；再经过1-1.5小时，升温至700-800℃，保温混料1-2小时，得到混合料A；
(2)按重量百分含量将氧化硼、氧化镍、纳米铌粉、二氧化钛、氧化钯和氧化钪混合均匀，送入回转炉预烧，在室温下经过2-3小时，升温至580-650℃，保温混料2-3小时；再经过1-1.5小时，升温至730-850℃，保温混料1-2小时，得到混合料B；
(3)将步骤(1)的混合料A和步骤(2)的混合料B分别研磨粉碎制浆，研磨介质为15-20％的酒精水溶液，然后混合两者混合浆料，再向其中加入聚乙烯蜡和硬脂酸锌；搅拌混合均匀，再进行喷雾干燥；
(4)将步骤(3)喷雾干燥的混合料置于模具中，在300-600MPa压力下压制成型并得到压坯，再将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，烧结气氛为氮气气氛，烧结过程中，压坯首先经过500-600℃的预热带，预热时间为1-2h，然后进入950-1050℃的烧结带，保温1.5-2.5h，最后在冷却带冷却1-1.5h至室温，得到烧结体；
(5)将步骤(4)烧结体用压模进行压制整形并得到压件，冷去即得。
本发明的有益效果：
本发明采用雾化铜粉为基质，多种金属粉末和氧化金属粉末为原料，配合分别预烧和研磨制作方法，使生产出的产品性能指标高，光泽度好，稳定性好，不易出现断裂等现象，使用寿命长，适用范围广。
具体实施方式
实施例1：铜基粉末冶金工具钢，以雾化铜粉为基质，其他组成原料的重量百分含量为氧化铜11、铁粉6、锌粉4、镍粉2、二氧化硅2.5、氧化硼0.2、氧化镍0.25、纳米铌粉0.5、二氧化钛0.3、氧化钯0.02、氧化钪0.015和聚乙烯蜡0.55和硬脂酸锌0.3。
铜基粉末冶金工具钢的制作方法，包括以下步骤：
(1)按组成原料的重量百分含量称取各原料，首先将雾化铜粉、氧化铜、铁粉、锌粉、镍粉和二氧化硅混合均匀，然后送入回转炉预烧，在室温下经过2.5小时，升温至520℃，保温混料2.5小时；再经过1.2小时，升温至750℃，保温混料1-2小时，得到混合料A；
(2)按重量百分含量将氧化硼、氧化镍、纳米铌粉、二氧化钛、氧化钯和氧化钪混合均匀，送入回转炉预烧，在室温下经过2-3小时，升温至600℃，保温混料2-3小时；再经过1-1.5小时，升温至780℃，保温混料1-2小时，得到混合料B；
(3)将步骤(1)的混合料A和步骤(2)的混合料B分别研磨粉碎制浆，研磨介质为15％的酒精水溶液，然后混合两者混合浆料，再向其中加入聚乙烯蜡和硬脂酸锌；搅拌混合均匀，再进行喷雾干燥；
(4)将步骤(3)喷雾干燥的混合料置于模具中，在450MPa压力下压制成型并得到压坯，再将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，烧结气氛为氮气气氛，烧结过程中，压坯首先经过550℃的预热带，预热时间为1-2h，然后进入1000℃的烧结带，保温2h，最后在冷却带冷却1.5h至室温，得到烧结体；
(5)将步骤(4)烧结体用压模进行压制整形并得到压件，冷去即得。
通过本发明制得的齿轮，实验产品质量性能如下：
平均密度≥7.28gcm3，抗拉强度＞680Mpa，热处理硬度：HRC57，合格率≥98％，尺寸误差在0.01mm以内。
Claims (3)
1.一种铜基粉末冶金工具钢，其特征在于：以雾化铜粉为基质，其他组成原料的重量百分含量为氧化铜10-12、铁粉5-7、锌粉3-5、镍粉1-3、二氧化硅2-3、氧化硼0.1-0.3、氧化镍0.2-0.3、纳米铌粉0.4-0.6、二氧化钛0.2-0.4、氧化钯0.01-0.03、氧化钪0.01-0.02和聚乙烯蜡0.5-0.6和硬脂酸锌0.2-0.4。
2.根据权利要求1所述的铜基粉末冶金工具钢，其特征在于：以雾化铜粉为基质，其他组成原料的重量百分含量为氧化铜11、铁粉6、锌粉4、镍粉2、二氧化硅2.5、氧化硼0.2、氧化镍0.25、纳米铌粉0.5、二氧化钛0.3、氧化钯0.02、氧化钪0.015和聚乙烯蜡0.55和硬脂酸锌0.3。
3.一种如权利要求1所述的铜基粉末冶金工具钢的制作方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按组成原料的重量百分含量称取各原料，首先将雾化铜粉、氧化铜、铁粉、锌粉、镍粉和二氧化硅混合均匀，然后送入回转炉预烧，在室温下经过2-3小时，升温至500-550℃，保温混料2-3小时；再经过1-1.5小时，升温至700-800℃，保温混料1-2小时，得到混合料A；
(2)按重量百分含量将氧化硼、氧化镍、纳米铌粉、二氧化钛、氧化钯和氧化钪混合均匀，送入回转炉预烧，在室温下经过2-3小时，升温至580-650℃，保温混料2-3小时；再经过1-1.5小时，升温至730-850℃，保温混料1-2小时，得到混合料B；
(3)将步骤(1)的混合料A和步骤(2)的混合料B分别研磨粉碎制浆，研磨介质为15-20％的酒精水溶液，然后混合两者混合浆料，再向其中加入聚乙烯蜡和硬脂酸锌；搅拌混合均匀，再进行喷雾干燥；
(4)将步骤(3)喷雾干燥的混合料置于模具中，在300-600MPa压力下压制成型并得到压坯，再将压坯置于网带烧结炉中进行烧结，烧结气氛为氮气气氛，烧结过程中，压坯首先经过500-600℃的预热带，预热时间为1-2h，然后进入950-1050℃的烧结带，保温1.5-2.5h，最后在冷却带冷却1-1.5h至室温，得到烧结体；
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