[发明专利]轴承盖的粉末冶金烧结方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，特别是一种轴承盖的粉末冶金烧结方法。

背景技术

粉末冶金烧结工艺是将粉末成形压坯在低于材料主要组分熔点温度以下进行高温处理，并在某个特定温度和气氛中发生一系列复杂的物理和化学变化，目的是使粉末颗粒间产生冶金结合，即使粉末颗粒之间由机械啮合转变成原子之间的晶界结合。

一般的粉末冶金轴承盖产品使用Fe-C-Cu材料，在常规烧结温度下原子向颗粒结合面大量迁移、扩散和流动，并发生收缩、圆滑化和球化，烧结后的产品能达到材料标准要求的机械性能。

现有技术中的三种不同配比的混合粉分别进行烧结试验，结果表明在产品要求的密度要求下，使用常规烧结参数得到的烧结坯，其抗拉强度、屈服强度、延伸率、密度无法同时满足图纸要求。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种轴承盖的粉末冶金烧结方法，在Fe-C-Cu常规材料基础上增加P元素，并通过烧结温度控制，提高其抗拉强度、屈服强度、延伸率等参数。

本发明采取的技术方案是：

一种轴承盖的粉末冶金烧结方法，其特征是，所述轴承盖的材料成分包括 Cu，质量占比2-4％，C，质量占比0.45-0.65％，P，质量占比0.45-0.65％，其余为Fe，所述烧结方法分为预热过程和烧结过程，所述预热过程包括三段预热温度，分别为第一预热温度600±20℃，第二预热温度680±20℃，第三预热温度780±20℃；所述烧结过程的烧结温度为1250±20℃。

进一步，所述轴承盖的材料成分还包括辅助剂，质量占比小于2％。

进一步，所述烧结方法是通过推杆炉完成的，所述推杆炉包括预热部和烧结部，所述预热部包括第一预热部、第二预热部和第三预热部，三个预热部可分别设置各自的温度，在所述第一预热部内设置所述第一预热温度，在所述第二预热部内设置所述第二预热温度，在所述第三预热部内设置所述第三预热温度。

进一步，所述烧结部包括第一烧结部、第二烧结部和第三烧结部，所述三个烧结部可分别设置各自的温度。

进一步，所述推杆炉在烧结过程中维持保护气氛，氨分解4-7m³/hr,进炉氮气45-50m³/hr,封口氮气4-7m³/hr。

进一步，所述轴承盖在烧结过程中的推进速度为4分钟/烧舟。

本发明的有益效果是：

(1)在Fe-C-Cu常规材料基础上增加P元素，并通过烧结温度控制，其要求的抗拉强度、屈服强度、延伸率都较标准材料高很多；

(2)P可与Fe形成间隙式固溶体，起到固溶强化、孔隙球化和活化烧结等作用，加入一定量的P，能使铁基材料获得较高的强度和硬度；

(3)使用推杆炉进行烧结，以支持高温烧结；

(4)增加推杆炉的炉膛冷却段长度，使产品能在出炉后温度接近室温，获得正常显微结构、性能稳定、再现性好的烧结零件，避免发黑氧化；

附图说明

附图1为轴承盖的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明轴承盖的粉末冶金烧结方法具的具体实施方式作详细说明。

本发明所涉及的轴承盖材料为标准材料的修改版，在Fe-C-Cu常规材料基础上增加P元素，由于P可与Fe形成间隙式固溶体，起到固溶强化、孔隙球化和活化烧结等作用。加入一定量的P，能使铁基材料获得较高的强度和硬度，但同时P也剧烈地降低塑性和韧性，尤其是低温韧性，故要同时达到高强度和高延伸率，常规的烧结方式是不可行的。

通过对材料配方以及烧结炉的改造，改变混合粉的配比，使烧结后的产品尺寸相对较稳定。选用推杆炉进行烧结，以支持高温烧结。并将推杆炉的炉膛的冷却段长度增加，使产品能在出炉后温度接近室温，获得正常显微结构、性能稳定、再现性好的烧结零件，避免发黑氧化。

粉末冶金轴承盖的材料成分(质量占比)为：Cu 2-4％，C 0.45-0.65％，P 0.45-0.65％，其它元素<2％,剩余为Fe。其它元素主要是一些辅助剂，比如增稠剂、脱模助剂等现有技术中的辅助剂。