[发明专利]一种高强耐磨耐高温汽车叶片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强耐磨耐高温汽车叶片及其制备方法，制备方法为：将基体材料粉末、Co‑Cr‑Mo系合金粉末分别与粘结剂混炼，制粒获得基体材料和高强耐磨耐高温包覆层喂料，然后利用注射成形技术将基体材料喂料和Co‑Cr‑Mo系合金包覆层喂料依次注入到模具型腔中得到产品生坯，再将生坯中的粘结剂经催化脱脂、热脱脂工艺脱除，最后共烧结致密化得到Co‑Cr‑Mo系高强耐磨耐高温汽车叶片。本发明具有工艺简单、包覆层与基体的结合性能好，高温性能优秀等优点，解决了现有材料叶片中高温性能不足、成本高昂等问题，很适合用于制备在高温环境中服役的各种异型汽车叶片。

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，尤其涉及一种高强耐磨耐高温汽车叶片及其制备方法。

背景技术

常规汽车叶片一般是通过机械加工成型的方式制得，但是这种加工方式的缺点是材料利用率低，这就使得汽车叶片的制造成本大大增加。粉末冶金技术是通过利用金属粉末作为原料经过成型和烧结制备各种类型制品的技术，而通过粉末冶金的方式制造的汽车叶片精度高、材料利用率高、制造成本低等优点迅速得到汽车市场的青睐，成为一种主流的汽车叶片制造方式。

粉末冶金方式制造叶片常用的粉末材料有铁基、镍基。铁基材料如HK30价格便宜，但其高温稳定性较差不能满足长期在高温环境中的工作条件；镍基材料如Inconel 713LC虽然具有较好的高温稳定性，但是其价格昂贵，限制其应用。因此，开发出一种成本低廉且具有一定高温稳定性的汽车叶片材料具有重要意义。

Co-Cr-Mo系合金在高温下具有较高的强度、抗氧化能力好、高温稳定性好等优点，常作为各种高温环境零部件表面涂层使用。目前，常采用激光熔覆、等离子熔覆、热喷涂等技术在金属表面制备出Co-Cr-Mo系合金涂层，但存在两个问题：第一，由于其制备过程中有大量热量输出导致基体变形，涂层内应力大产生微裂纹，导致零部件使用过程中涂层剥落；第二，只能在结构简单的大型零部件表面制备Co-Cr-Mo系合金层，完全不能在较小的复杂异性零部件表面制备Co-Cr-Mo系合金涂层。

迄今为止，现有技术中，还未有将Co-Cr-Mo系合金涂层应用于汽车叶片的报道！

发明内容

本发明为解决上述现有技术不足，本发明的目的在于提供一种高强耐磨耐高温汽车叶片及其制备方法；所述制备方法，工艺简单、制作成本低，可在各种异型汽车叶片表面制备具有一定厚度Co-Cr-Mo系合金高强耐磨耐高温包覆层；所制备的包覆层厚度均匀、与基体结合性好，包覆层具有一定硬度而内部基体材料具有一定塑性，汽车叶片具有优异的高温强度，有利于提高汽车叶片的综合性能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明一种高强耐磨耐高温汽车叶片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一

将基体粉末与粘结剂A混炼、制粒获得基体材料喂料；将包覆层粉末与粘结剂B混炼、制粒，获得包覆层喂料，所述包覆层粉末为Co-Cr-Mo系合金粉末；

步骤二

将基体材料喂料注入模具型腔，冷却，获得基体生坯，再于基体生坯表面注入包覆层喂料；获得复合结构生坯；

步骤三

将复合结构生坯先于硝酸气氛下进行催化脱脂，再于保护气氛下进行热脱脂，获得预烧结坯体；预烧结坯体进行烧结即得叶片制品。

优选的方案，所述基体粉末为铁基合金粉末；所述铁基合金粉末选自低碳钢粉末、不锈钢粉末、耐热钢粉末中的一种。

优选的方案，所述基体粉末的粒径为5～50μm，优选10-30μm，进一步的优选10～20μm。

在本发明中，基体粉末、包覆层粉末优选采用气雾化制备的粉末。