专利名称：：扩散结合的镍-铜粉末冶金粉末的制作方法扩散结合的镍—铜粉末冶金粉末
技术领域：
或者，P/M工业使用结合的铁粉产品如高性能扩散结合的铁粉和树脂粘合的铁粉.在这些材料中，铁和成合金元素已经结合，因此在固结成未加工的零件(greenpart)之前仅仅向该混合物中加入润滑剂和石墨碳。一些商业杂化铁粉产品具有一些预合金的成合金元素如钼、铬和锰，而其它元素混合(石墨)、扩散结合(Ni、Cu、Mo)或树脂粘合到铁(Ni、Cu、石墨碳)上.在550MPa压制压力下压制由各混合物制造的标准试样(分别用#1和#2混合物制造#1和#2钢)，并在S>5/5N2/H2气氛中、1120"C烧结30分钟。与这些混合物有关的试验的结果列在表1中。("TRS"是横向断裂强度。"UTS"是极限拉伸强度。"HRB"是洛氏硬度B标度。)表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>0036实施例2-Ni粉的细度对预混钢的彩响使用镍-铜扩散结合粉末制备两种P/M钢粉末(如实施例3的#2混合物，在550TCDB)。这些混合物具有以下组成粉末加入碳(Southwestern1651)0.6%润滑剂(LonzaAcrawaxC)0.7o/o铜(AcuPowderCuO)2%镍(INCOT110)2%铁(QMPAT1001)余量分别在550t:、450^0用扩散结合的粉末制造#1和#2混合物(DBM-Cu粉末分别具有0.3%和0.2%02)。0058在550MPa压制压力下压制由各个混合物制造的标准试样(分别立即用上述#1和#2混合物制造#1和#2钢)，并在95/5N2/H2气氛中、1120TC烧结30分钟。与这些混合物有关的试验的结果列在表7中。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>00591通过以下结论证实制备并使用扩散结合镍-铜粉末的优点00601.在含镍和铜的烧结钢中，因为镍和铜之间高的扩散系数、彼此完全的固溶性、相似的晶体结构和原子质量，所以它们彼此具有非常强烈的亲合力。00612.预混镍和铜来制造Ni-Cu母料共混物在烧结的过程中增加了镍和铜的相互作用。因此，通过提高一种粉末的分布(例如，使用较细的镍粉)可以获得另一种粉末分布的提高。较好的分布导致钢在烧结过程中更均匀的分布，而这导致尺寸精确性能和机械性能的提向。4.在烧结过程中，使用DB粉末的P/M钢比相同组成的标准和预混钢有显著提高的尺寸一致性和降低的膨胀。此外，使用DB粉末添加剂的钢比通过标准和预混工艺制造的相同组成的钢拥有更好的机械性能.006415.退火可以进行约1-120分钟。退火热处理时间随退火温度而变。应该避免高温以防止颗粒表面能和与铁的烧结活性损失.较高的温度需要较短的处理以避免元素的完全合金化.应该避免这一点，因为完全合金化使颗粒变硬，进而使它们不可压缩.00656.DB(退火)温度可以为约100-11001C,这取决于若干因素，包括氧化铜的初始氧含量以及镍和铜的粒径.通常，应该使DB溫度保持在能使DB粉末中最终氧含量小于0.5%的最小值。假设氧化铜粒径为5nm，退火时间为40分钟，当使用标准的P/M镍粉(d50~8nm)时，5501CDB产生最佳结果，而当使用超细镍粉(d50-l.Snm)时，450t:DB产生最佳结果。11.基于550TC退火处理的结果，约30-40分钟的时间是优选的。较高的温度需要较短的DB时间以避免压缩性的削弱损失。尽管根据法规规定，在本文中说明并描述了本发明的特定实施方案.本领域技术人员将理解可以进行由权利要求书覆盖的本发明形式的改变，而且有时可以使用本发明的某些特点而不相应使用其它的特点来获益。权利要求1.一种适合于粉末冶金钢和合金使用的扩散结合的镍-铜前体粉末。2.根据权利要求1的扩散结合粉末，其中镍为约1%-99%重量。3.根据权利要求1的扩散结合粉末，其中铜为约1%-99%重量。4.根据权利要求1的扩散结合粉末，其中镍选自金属镍粉末、氧化镍粉末和氧化镍薄片中的至少一种，铜选自金属铜粉末、氧化铜粉末和氧化铜薄片中的至少一种。5.根据权利要求1的扩散结合粉末，小于约100Jim,6.根据权利要求5的扩散结合粉末，小于约10jim。7.根据权利要求1的扩散结合粉末，约ioo-iioot:进行约i一120分钟。8.根据权利要求7的扩散结合粉末，约400-7001C进行约20-60分钟。9.根据权利要求8的扩散结合粉末，约5501C进行约30-40分钟.10.根据权利要求1的扩散结合粉末中进行.11.根据权利要求1的扩散结合粉末1.5-1:1。12.—种制造粉末冶金钢和合金用前体粉末添加剂混合物的方法，该方法包括a)提供镍；b)提供铜；c)混合镍和铜；d)将镍和铜扩散结合成适合于加入到粉末冶金钢和合金中的混合物。13.根据权利要求12的方法，其中镍选自粉末、氧化物和薄片其中镍和铜的尺寸等于或其中镍和铜的尺寸等于或其中镍和铜的扩散结合于其中镍和铜的扩散结合于其中镍和铜的扩散结合于，其中扩散结合在还原环境，其中镍与铜的比为约4:中的至少一种。14.根据权利要求12的方法，其中铜选自粉末、氧化物和薄片中的至少一种。15.根据权利要求12的方法，其中镍和铜的尺寸分别或共同地等于或小于约100jim。16.根据权利要求15的方法，其中镍和铜的尺寸分别或共同地等于或小于约10nm。17.根据权利要求12的方法，其中镍和铜在约100-11001C扩散结合。18.根据权利要求12的方法，其中镍和铜扩散结合约1-120分钟。19.根据权利要求12的方法，其中镍和铜在约400-700TC扩散结合约20-60分钟。20.根据权利要求12的方法，其中铼和铜于约550TC扩散结合约30-40分钟。21.根据权利要求12的方法，包括向粉末冶金钢和合金中加入混合物，所述粉末冶金钢和合金选自钼、铬、锰、三氧化钼、锰铁、铬铁、钼铁和磷铁中的至少一种.22.根据权利要求12的方法，其中镍与铜的比为约4:1.5-1:23.根据权利要求12的方法，包括向粉末冶金母料共混物中加入扩散结合的镍和铜混合物，24.根据权利要求12的方法，其中前体混合物的扩散结合发生在还原环境中。25.根据权利要求24的方法，其中前体混合物的扩散结合发生在约95%氮和5%氬的气氛中。26.根据权利要求12的方法，包括向混合物中加入粘合剂。27.根据权利要求26的方法，其中所述粘合剂选自聚乙酸乙烯酯、甲基纤维素、乙酸乙烯酯、合金化树脂和聚酯树脂中的至少一种。28.—种制造粉末冶金产品的方法，该方法包括a)提供扩散结合的镍-铜前体混合物，b)提供冶金母粉，c)向铁基钢冶金母粉中加入扩散结合的镍-铜前体混合物，从而形成粉末共混物，d)混合该粉末共混物，e)固结该粉末共混物，和f)烧结该粉末共混物，从而形成选择形状的粉末冶金产品。29.根据权利要求28的方法，其中镍选自粉末、氧化物和薄片中的至少一种，铜选自粉末、氧化物和薄片中的至少一种。30.根据权利要求28的方法，其中镍和铜于约100-1100TC扩散结合约1-120分钟.31.根据权利要求28的方法，其中镍为约1-99%重量，铜为约99-1%重量，32.根据权利要求28的方法，其中向粉末冶金钢和合金中加入扩散结合镍铜前体混合物，所述粉末冶金钢和合金选自钼、铬、锰、三氧化钼、锰铁、铬铁、钼铁和礴铁中的至少一种，33.根据权利要求28的方法，其中镍的尺寸约等于或小于100jim，铜的尺寸约等于或小于lOOjim.34.根据权利要求33的方法，其中镍的尺寸和铜的尺寸等于或小于约10jim'35.根据权利要求28的方法，其中镍与铜的比为约4:1-1:1。36.根据权利要求28的扩散方法，其中在约400-7001C扩散结合镍-铜前体混合物约20-60分钟.37.根振权利要求28的方法，其中在约5S0TC扩散结合镍-铜前体混合物约30-40分钟38.根据权利要求28的方法，其中前体混合物的扩散结合发生在还原环境中。39.根据权利要求38的方法，其中前体混合物的扩散结合发生在约95%氮和5%氢的气氛中。40.根据权利要求28的方法，包括向前体混合物中加入粘合剂。41.根据权利要求40的方法，其中粘合剂选自聚乙酸乙烯酯、甲基纤维素、乙酸乙烯酯、合金化树脂和聚酯树脂中的至少一种。42.根据权利要求28的方法，其中镍和铜分别占粉末共混物的约2%。43.根据权利要求28的方法,其中冶金母粉是铁。44.根据权利要求28的方法,其中冶金母粉是合金。45.根据权利要求28的方法,其中冶金母粉是钢。46.根据权利要求28的方法其中冶金母粉是杂化钢。全文摘要与当前以粉末混合物或完全预合金粉的形式将合金粉末加入到起始粉末冶金组合物中的工业实践相反，本发明提出扩散结合镍-铜前体添加剂混合物直接一步加入到起始粉末冶金母料共混物组合物中。偏析和粉化显著减少，并提高了生成的压坯的机械性能。文档编号C22C9/06GK101124059SQ200580043696公开日2008年2月13日申请日期2005年12月20日优先权日2005年4月4日发明者Q·M·杨,S·T·坎贝尔,T·F·斯蒂芬森,T·辛申请人:Cvrd英科有限公司