为130°的圆锥状；如图5所示，图5a、5b、5c分别为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行双面挤压的结构示意图，其中，5a’、5b’、5c’为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行双面挤压的俯视图，5a”、5b”、5c”为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行双面挤压的剖视图；
[0055](7)热处理:热处理的硬化层深度5mm，淬火温度为1250°C，保温30min ;回火温度为 150°C，保温 200min ；
[0056](8)喷丸处理。
[0057]实施例3:
[0058]本实施例中铁基粉末冶金零件的制备方法包括以下步骤:
[0059](I)设计材料组成:按重量百分比计，所使用材料包含98.7%铁合金粉、0.3%碳，其中，铁合金粉中包含铬6%，钼1%，不可避免杂质小于1%，余量为铁；
[0060](2)混料:按照步骤(I)的材料组成，将各组分进行混合得到混合粉，并向该混合粉中加入占混料总质量I%的润滑剂；
[0061](3)压制:将步骤⑵所得混合料在大于600MPa的压力下，压制成密度为6.6g/cm3的零件生坯；
[0062](4)烧结:将步骤(3)所得零件生坯在真空气氛中进行烧结，烧结温度为1350°C，烧结时间为60min ；
[0063](5)退火处理:在真空气氛中对烧结后的零件生坯进行退火处理，退火温度为890°C，退火保温时间60min，退火处理完成后从退火温度到300°C之间的冷却速度为0.15°C /s ；
[0064](6)挤压:将步骤(5)所得零件生坯进行挤压，挤压深度为17mm ;如图2所示，采用的挤压凸模包括导向段及连接于该导向段上端的定径段，导向段成型为上端大、下端小的圆锥台状，且该圆锥台断面的斜边与底边之间所成的锐角β为3° ;如图6所示，图6a、6b、6c分别为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行单面挤压的结构示意图，其中，6a’、6b’、6c’为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行单面挤压的俯视图，6a”、6b”、6c”为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行单面挤压的剖视图；
[0065](7)热处理:渗碳淬火，渗碳温度为920 °C，回火温度为200 °C，保温130min ；
[0066](8)喷丸处理。
[0067]实施例4:
[0068]本实施例中铁基粉末冶金零件的制备方法包括以下步骤:
[0069](I)设计材料组成:按重量百分比计，所使用材料包含98.7%铁合金粉、1.0%碳，其中，铁合金粉中钼含量为0.5%，铜含量为4%，镍含量为1.75%，不可避免杂质小于I %，余量为铁；
[0070](2)混料:按照步骤(I)的材料组成，将各组分进行混合得到混合粉，并向该混合粉中加入占混料总质量0.3%的润滑剂；
[0071](3)压制:将步骤⑵所得混合料在大于800MPa的压力下，压制成密度为7.4g/cm3的零件生坯；
[0072](4)烧结:将步骤(3)所得零件生坯在含氢75vol%的氮氢气氛中进行烧结，烧结温度为1350°C，烧结时间为5min ；
[0073](5)退火处理:在含氢75vol%的氮氢气氛中对烧结后的零件生坯进行退火处理，退火温度为1080°C，退火保温时间lOmin，退火处理完成后从退火温度到300°C之间的冷却速度小于1.0°C/s;
[0074](6)挤压:将步骤(5)所得零件生坯进行挤压，挤压深度为15mm ;如图2所示，采用的挤压凸模包括导向段及连接于该导向段上端的定径段，导向段成型为上端大、下端小的圆锥台状，且该圆锥台断面的斜边与底边之间所成的锐角β为5° ;如图7所示，图7a、7b、7c分别为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行双面挤压的结构示意图，其中，7a’、7b’、7c’为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行双面挤压的俯视图，7a”、7b”、7c”为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行双面挤压的剖视图；
[0075](7)热处理:热处理的硬化层深度5mm，淬火温度为1250°C，保温30min ;回火温度为 180°C，保温 10min ；
[0076](8)喷丸处理。
[0077]实施例5:
[0078]本实施例中铁基粉末冶金零件的制备方法包括以下步骤:
[0079](I)设计材料组成:按重量百分比计，所使用材料包含铁粉96.5%,3% Fe3P ;
[0080](2)混料:按照步骤(I)的材料组成，将各组分进行混合得到混合粉，并向该混合粉中加入占混料总质量0.5%的润滑剂；
[0081](3)压制:将步骤(2)所得混合料在大于700MPa的压力下，压制成密度为7.0g/cm3的零件生坯；
[0082](4)烧结:将步骤(3)所得零件生坯在含氢25vol%的氮氢气氛中进行烧结，烧结温度为1120°C，烧结时间为20min ；
[0083](5)挤压:将步骤(4)所得零件生坯进行挤压，挤压深度为25mm ;如图3所示，采用的挤压凸模包括导向段及连接于该导向段上端的定径段，导向段自上而下端面直径逐渐减小且侧面成型为圆弧面；如图8所示，图8a、8b、8c分别为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行单面挤压的结构示意图，其中，8a’、8b’、8c’为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行单面挤压的俯视图，8a”、8b”、8c”为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行单面挤压的剖视图。
[0084]实施例6:
[0085]本实施例中铁基粉末冶金零件的制备方法包括以下步骤:
[0086](I)设计材料组成:按重量百分比计，所使用材料包含铁粉76.3%、铁锰粉22.2%、碳1%，其中，铁锰粉中锰含量为85% ；
[0087](2)混料:按照步骤(I)的材料组成，将各组分进行混合得到混合粉，并向该混合粉中加入占混料总质量0.5%的润滑剂；
[0088](3)压制:将步骤⑵所得混合料在大于600MPa的压力下，压制成密度为6.4g/cm3的零件生坯；
[0089](4)烧结:将步骤(3)所得零件生坯在含氢20vol%的氮氢气氛中进行烧结，烧结温度为1350°C，烧结时间为20min ；
[0090](5)挤压:将步骤(4)所得零件生坯进行挤压，挤压深度为30mm ;如图3所示，采用的挤压凸模包括导向段及连接于该导向段上端的定径段，导向段自上而下端面直径逐渐减小且侧面成型为圆弧面；如图9所示，图9a、9b、9c分别为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行双面挤压的结构示意图，其中，9a’、9b’、9c’为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行双面挤压的俯视图，9a”、9b”、9c”为根据不同要求采用该挤压凸模对零件生坯进行双面挤压的剖视图。
【主权项】
1.一种铁基粉末冶金零件的制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)设计材料组成:按重量百分比计，所使用材料包含O?1.0%碳、O?4%铜、O?20%镍、O?25%钼、O?6%铬、O?1.0%磷、O?20%锰，不超过2%的不可避免杂质以及余量的铁； (2)混料:按照步骤(I)的材料组成，将各组分进行混合得到混合粉，并向该混合粉中加入占混料总质量0.1?I %的润滑剂； (3)压制:将步骤(2)所得混合料在大于400MPa的压力下，压制成密度为6.4?7.4g/cm3的零件生还； (4)烧结:将步骤(3)所得零件生坯在非氧化性气氛中进行烧结，烧结温度为1000?1350°C，烧结时间为5?180min ； (5)挤压:将步骤(4)所得零件生坯进行挤压，挤压深度为I?30mm。2.根据权利要求1所述的铁基粉末冶金零件的制备方法，其特征在于:在步骤(4)完成后，步骤(5)开始前，在非氧化性气氛中对烧结后的零件生坯进行退火处理，退火温度为750?1080°C，退火保温时间5?200min，退火处理完成后从退火温度到300°C之间的冷却速度小于1.50C /s。3.根据权利要求1所述的铁基粉末冶金零件的制备方法，其特征在于:在步骤(5)完成后，对所得零件进行热处理，热处理的硬化层深度0.2?5mm，淬火温度为750?1250°C，保温30?45min ;回火温度为150?600°C，保温5?200min。4.根据权利要求1或2或3所述的铁基粉末冶金零件的制备方法，其特征在于:步骤(5)所述的挤压过程中，采用的挤压凸模包括导向段及连接于该导向段上端的定径段，所述导向段成型为圆锥角为125°?130°的圆锥状。5.根据权利要求1或2或3所述的铁基粉末冶金零件的制备方法，其特征在于:步骤(5)所述的挤压过程中，采用的挤压凸模包括导向段及连接于该导向段上端的定径段，所述导向段成型为上端大、下端小的圆锥台状，且该圆锥台断面的斜边与底边之间所成的锐角为3。?5。。6.根据权利要求1或2或3所述的铁基粉末冶金零件的制备方法，其特征在于:步骤(5)所述的挤压过程中，采用的挤压凸模包括导向段及连接于该导向段上端的定径段，所述导向段自上而下端面直径逐渐减小且侧面成型为圆弧面。7.根据权利要求1或2或3所述的铁基粉末冶金零件的制备方法，其特征在于:所述的非氧化性气氛是指真空环境或含氢I?75vol%的氮氢气氛。8.根据权利要求3所述的铁基粉末冶金零件的制备方法，其特征在于:在所述热处理完成后，对所得产品进行喷丸处理。
【专利摘要】本发明涉及一种铁基粉末冶金零件的制备方法，该方法结合了粉末冶金工艺与金属挤压成形的优点，通过使用不同结构的挤压凸模，可以在烧结后挤压制作各种形状复杂的零件，而现有技术中制备形状复杂的零件需要使用价格昂贵的CNC压机，本发明的制备方法制备成本更低；由于在挤压过程中，随着凸模的移动，材料发生流动，从而提升了粉末冶金零件部分区域的密度，使所制备的粉末冶金零件具有较高的精度及强度，拓展了粉末冶金的应用领域；由于采用粉末冶金工艺成形的毛坯零件形状较为接近最终产品的形状，因此挤压余量小，对模具的损耗小，在一定程度上延长了模具的寿命较长；同时，本发明的制备方法简单，生产效率高。
【IPC分类】C22C38/16, C22C38/22, B22F3/16, B22F3/20, C22C38/04
【公开号】CN104889403
【申请号】CN201510307205
【发明人】包崇玺, 詹学救, 周国燕
【申请人】东睦新材料集团股份有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月5日