[发明专利]一种粉末冶金零件的表面涂覆工艺

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金材料表面的处理，尤其涉及一种粉末冶金零件表面的耐磨损、耐腐蚀、低摩擦系数的表面处理方法。

背景技术

粉末冶金（P/M，Powder Metallurgy）是制取金属或用金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合以及各种类型制品的工艺技术，是一门重要的材料制备与成形技术，被称为是解决高科技、新材料问题的钥匙。粉末冶金零件是指不经熔炼和铸造，直接用几种金属粉末或金属粉末与非金属粉末，通过配制、压制成型，烧结等直接制成的金属部件，粉末冶金是金属冶金工艺与陶瓷烧结工艺的完美结合，用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有1～5％，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80％，粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本、大规模生产的先进工艺方法。

粉末冶金工艺目前已被广泛地应用于机械零件的加工和制造，例如齿轮、链轮等。粉末冶金磁性材料是用粉末冶金方法制造的磁性材料，是磁性材料领域的一个重要组成部分，粉末冶金方法制成的软磁材料和硬磁材料可用来制造各种转换、传递、储存能量和信息的磁性器件。粉末冶金工艺生产磁性材料有下列优点：

①能制造各种磁性材料的单晶或单畴尺寸的微粒（几个微米到数百埃），通过在磁场下成形等工艺制成高磁性的磁体。如硬磁铁氧体、稀土钴硬磁和ESD硬磁(Elongated Single Domain)等。

②能把磁性粉末与其他物质复合而制成具有某些特定性能的材料。例如能把绝缘物质覆在软磁合金粉末表面，压成颗粒间互相绝缘的磁粉芯，这种磁粉芯在中频或高频电磁场下产生的涡流很小，因而大大减少能源的损耗。又如能把磁性粉末与橡胶（或塑料）复合制成磁性橡胶、磁性塑料，或与有机液体混合制成磁性液体或涂层。以满足一些专门的使用要求等。

③能减少加工工序，节省原料，直接制出接近最终形状的小型磁体，尤其是对于难加工的硬脆磁性材料。例如磁性能要求不高的Alnico异形小磁体，用粉末冶金方法生产，可以降低成本。

有些粉末冶金磁性材料零件在特殊的工况下工作，因此，在利用粉末冶金工艺制造出的零件的表面上，需要进行涂覆处理，以提高零件的耐腐蚀性。目前，业内粉末冶金磁性材料零件普遍采用镀锌工艺。但是，镀锌业已被公认为是一夕阳产业，因为其对环境的污染极其严重，已被国内的很多省市列为限制发展的产业。

CN1704174提供了一种在粉末冶金磁性材料表面的涂覆工艺：首先，将粉末冶金磁性材料置于300℃±20℃的脱油温度下，同时置于氮气保护下，对粉末冶金磁性材料的表面进行脱油；然后在经过上述脱油的粉末冶金磁性材料表面，涂覆达克罗涂料。该方法有效解决了环境污染问题，但是因烧结之后的铁基粉末冶金制品表面比较粗糙，表面具有细微的凹凸特性，即不美观又极易生锈，需要涂覆多达4层的达克罗涂料，造成浪费。

由于粉末冶金的多孔特性，大量的研究证实对粉末冶金进行QPQ(Quench-Polish-Quench)处理过程中，由于毛细管作用，大量的处理液态盐残留于基体中，不仅不能提高粉末冶金的表面耐磨性和抗蚀性，反而使产品有害。表面性能的优劣直接影响着粉末冶金的使用性能及寿命。因此，改善粉末冶金的表面性能是解决问题的关键。而在现有技术中，几乎没有人对粉末冶金进行表面处理以改善其表面性能达到传统钢铁QPQ的效果。

CN102115865公开了一种粉末冶金零件的表面处理方法，即首先对粉末冶金零件进行气体氮、硫、铬多元共渗，使粉末冶金零件表面形成15～45微米氮硫铬铁化合物的致密渗层组织；然后对其进行表面抛光处理；最后对粉末冶金零件进行低温氧化形成一层致密的氧化层。该专利虽然在粉末冶金零件的表面形成了致密的氧化膜，但是防腐性能不是很好。

如何开发一种成本低，工艺简单，且防腐性能优良的的粉末冶金零件的表面涂覆工艺，是本领域一个亟待解决的问题。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种在粉末冶金零件的表面涂覆工艺方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

（1）对粉末冶金零件进行气体渗氮硫铬处理；

（2）对步骤（1）处理后的粉末冶金零件进行抛光；

（3）将步骤（2）处理后的粉末冶金零件进行氧化；

（4）将步骤（3）处理后的粉末冶金零件涂覆涂料。

优选地，所述的工艺方法中，步骤（1）-（3）重复1-5次，例如重复的次数为1、2、3、4、5，优选重复2-4次，最优选重复2次。