[发明专利]粉末冶金渗铜剂及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉末冶金。特别是涉及一种粉末冶金渗铜剂。属粉末冶金材料技术领域。

背景技术

粉末冶金渗铜工艺是一种在普通压制压力(500Mpa～600Mpa)下获得高密度乃至致密的粉末冶金零件的工艺。用此工艺生产的零件的冲击力、密封性、耐磨性以及可加工性等性能远高于温压、复压复烧等工艺，因此它在高端粉末冶金产品中占有相当的份额。但由于粉末冶金的渗铜是在1090℃-1150℃的温度区间进行，通常取1120℃。而在此温度区间铁在铜中溶解度约为3.8％-4％，导致了直接用Cu块与粉末冶金零件渗铜，渗铜效率约为85％，零件的表面与内部会形成腐蚀裂纹，影响产品的外观和冲击强度，这导致了大批量(25％-35％)的次品出现。通常采用机加工的方法去除次品，这增加了加工成本。因此有必要开发一种不腐蚀产品、不影响产品强度的渗铜剂。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种不腐蚀产品、不影响产品强度的粉末冶金渗铜剂及其生产方法。

本发明的目的是这样实现的：一种粉末冶金渗铜剂，其特征在于所述渗铜剂主要由以下质量百分比的原料组成：

Fe粉1.7～2.1％

Mn粉3.9～4.3％

Cu粉93.6％～94.4％。

本发明粉末冶金渗铜剂的生产方法，将配好的材料在双锥混合器内以19～21r/min的转速混合30～35min。

粉末冶金渗铜剂中引入的Fe粉原因为：使Cu在熔渗前对Fe饱和，保证Cu在熔渗温度下无法腐蚀粉末冶金零件。Fe加入量在1.0％以下时，渗铜后产品表面残留腐蚀痕迹，加入量在1.0％-1.6％时，渗铜温度在1120℃-1150℃时表面仍有残留腐蚀痕迹。加入量在2.2％以上时产品表面残留有无法去除的铁颗粒，所以Fe粉加入量取1.7～2.1％。

粉末冶金渗铜剂中引入Mn粉的原因为：Mn可以降低铁在铜中的溶解度，Mn粉在500℃时会氧化成疏松的MnO₂。在渗铜过程中，均匀混合在Fe-Cu粉末中的Mn粉在氧化后形成连续、疏松多孔的骨架，此骨架在1090℃-1150℃渗铜温度区间起到储存液态Cu的作用，使液态铜不会自由流动，只能由粉末冶金零件内部的孔隙产生的毛细管力将液态Cu吸入，使渗铜更均匀，渗铜区域可控。渗铜剂中Mn粉含量在1％-2.8％时无法形成连续骨架，渗铜产品表面有铜液流动后的痕迹；Mn粉含量2.8％-3.8％时可以形成连续的骨架，但骨架强度不够，不能保持到产品出炉，导致产品表面脏污；Mn粉含量在4.4％以上时，渗铜效率由以前的98％以上直线下降，含量到达7％时渗铜效率仅61％，所以Mn粉加入量取3.9～4.3％。

按本发明配方生产的渗铜剂在整个渗铜温度范围(1090℃-1150℃)内，渗铜效率＞98％，生产的粉末冶金渗铜零件表面无腐蚀，无残留铁渣，表面存在一层完整，容易脱落的MnO₂骨架。采用本发明生产的粉末冶金渗铜零件，渗铜工序次品率＜0.03％，比通常工艺生产的25％-35％可降低质量成本与后续加工成本15000元/吨。

具体实施方式

本发明涉及一种粉末冶金渗铜剂，它是采用Fe粉(-100目)1.75kg、Cu粉(-200目)94.25kg与Mn粉(-325目)4kg相混合成为渗铜剂基粉，在使用时混入润滑剂模压成渗铜剂块使用。

其生产方法为：配好的材料在双锥混合器内以19～21r/min的转速混合30～35min。