粉末冶金法兰及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种粉末冶金法兰，其特征在于，由下列重量份的原料制成：铜1.2-1.4、铬5.2-5.6、锰1.2-1.4、硅3.1-3.3、石墨1.4-1.6、硬脂酸锌2.3-2.8、Yb0.12-0.15、Lu0.23-0.26、La1.0-1.2、Ni3.0-3.2、铁粉92-94、助剂1-2；本发明根据需要的不同，对材料的组成进行调整，生产的法兰微观结构良好，孔隙很少，结构刚度、硬度、耐疲劳性能、抗拉强度性能优良，广泛适应于各环境。
【专利说明】 粉末冶金法兰及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及粉末冶金领域，特别是一种粉末冶金法兰及其制备方法。
【背景技术】
[0002]粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(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，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。粉末冶金结构件制品材料成分不受熔炼限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它结构组分，并且在相当大的范围内根据要求进行调整，进而在力学性能上能达到与钢件匹配的效果。
[0003]粉末冶金机械化程度高，既能减少人员，又能提高效率，进而节约成本。粉末冶金技术能取代传统的制造工艺，为广大传统企业节约成本。
[0004]现大部分的法兰采用铸造工艺生产，仅有少部分的法兰采用机械加工而成，而且机械加工的程序复杂。铸造的法兰在加工和使用中存在以下缺陷，铸造用的铁合金其抗拉强度低于钢材，合金内部组织结构疏松、气密性不高，在使用中当承受的压力或外力过大时容易出现断裂；另一方面，铸造的法兰存有砂眼和气孔，不能在高压下使用，否则会有泄漏产生。采用钢材来生产法兰，需要多道工序才能完成，而且有大量的废料产生，生产效率低，不利于降低生产成本。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种粉末冶金法兰及其制备方法，生产出来的法兰，可以根据需要，调整材料组分，广泛适合各种环境。
[0006]为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施:
一种粉末冶金法兰，由下列重量份的原料制成:铜1.2-1.4、铬5.2-5.6、锰1.2-1.4、硅 3.1-3.3、石墨 1.4-1.6、硬脂酸锌 2.3-2.8、Yb0.12-0.15、Lu0.23-0.26、Lal.0-1.2、Ni3.0-3.2、铁粉 92-94、助剂 1-2 ；
所述助剂由下列重量份的原料制成:铁粉3-4、氧化锌2-3、二氧化钛1-2、偏磷酸钠
2-3、高岭土粉5-6、氮化铝粉1-2、硅烷偶联剂KH550 2_3、硼化铬5_6、顺丁烯二酸酐2_3、二甲基娃油1_2、招酸酯偶联剂DL-411 2_3、氰尿酸锋1_2 ;制备方法是将铁粉、氧化锋、二氧化钛、偏磷酸钠、高岭土粉、氮化铝粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶联剂KH550混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920_950°C下煅烧3_4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70°C，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。[0007]所述粉末冶金法兰，由以下具体步骤制成:
(1)将铜、铬、锰、铁粉混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在10_13Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下500-550°C进行烧结9-10小时,将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
(2)将其它剩余成分混合均匀；
(3)将步骤(I)、(2)物料在58-63°C下混合搅拌均匀75-95分钟后，装入模具，压制成
坯；
(4)将压坯放在烧结炉中，以6-8°C/分钟速率升温至800-850°C条件下烧结1.5-2小时；然后以5-7°C /分钟速率升温至1050-1150°C条件下烧结2-3小时；再以8_12°C /分钟速率降温至450-550°C条件下烧结1-2小时，最后空气中冷却至室温即可。
[0008]本发明根据需要的不同，对材料的组成进行调整，生产的法兰微观结构良好，孔隙很少，结构刚度、硬度、耐疲劳性能、抗拉强度性能优良，广泛适应于各环境。
具体实施方案
[0009]下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
[0010]一种粉末冶金法兰，由下列重量份(公斤)的原料制成:铜1.2、铬5.2、锰1.2、硅
3.1、石墨 1.4、硬脂酸锌 2.3、Yb0.12、Lu0.23、Lal.0、Ni3.0、铁粉 92、助剂 I ；
所述助剂由下列重量份(公斤)的原料制成:铁粉4、氧化锌2、二氧化钛2、偏磷酸钠
2、高岭土粉6、氮化铝粉1、硅烷偶联剂KH550 3、硼化铬6、顺丁烯二酸酐2、二甲基硅油2、铝酸酯偶联剂DL-411 3、氰尿酸锌2 ;制备方法是将铁粉、氧化锌、二氧化钛、偏磷酸钠、高岭土粉、氮化铝粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶联剂KH550混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920-950°C下煅烧3_4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70°C，在1200-1500转/分下搅拌1_2小时，即得。所述粉末冶金法兰，由以下具体步骤制成:
(1)将铜、铬、锰、铁粉混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在10_13Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下500-550°C进行烧结9-10小时,将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛；
(2)将其它剩余成分混合均匀；
(3)将步骤(I)、(2)物料在58-63°C下混合搅拌均匀75-95分钟后，装入模具，压制成
坯；
(4)将压坯放在烧结炉中，以6-8°C/分钟速率升温至800-850°C条件下烧结1.5-2小时；然后以5-7°C /分钟速率升温至1050-1150°C条件下烧结2-3小时；再以8_12°C /分钟速率降温至450-550°C条件下烧结1-2小时，最后空气中冷却至室温即可。
[0011]经过检测，本发明法兰的硬度:HRC56 ;抗拉强度:1180MPa。
【权利要求】
1.一种粉末冶金法兰，其特征在于，由下列重量份的原料制成:铜1.2-1.4、铬5.2-5.6、锰 1.2-1.4、硅 3.1-3.3、石墨 1.4-1.6、硬脂酸锌 2.3-2.8、Yb0.12-0.15、Lu0.23-0.26、Lal.0-1.2、Ni3.0-3.2、铁粉 92-94、助剂 1-2 ； 所述助剂由下列重量份的原料制成:铁粉3-4、氧化锌2-3、二氧化钛1-2、偏磷酸钠2-3、高岭土粉5-6、氮化铝粉1-2、硅烷偶联剂KH550 2_3、硼化铬5_6、顺丁烯二酸酐2_3、二甲基娃油1_2、招酸酯偶联剂DL-411 2_3、氰尿酸锋1_2 ;制备方法是将铁粉、氧化锋、二氧化钛、偏磷酸钠、高岭土粉、氮化铝粉混合，研磨成200-300目粉末，然后加入硅烷偶联剂KH550混合均匀，在10-15Mpa下压制成坯料，然后，送入920_950°C下煅烧3_4小时，冷却后，粉碎成300-400目粉末，与其它剩余成分混合，加热至60-70°C，在1200-1500转/分下搅拌1-2小时，即得。
2.根据权利要求1所述粉末冶金法兰，其特征在于，由以下具体步骤制成: (1)将铜、铬、锰、铁粉混合，加入适量水中，送入球磨机中球磨，得到250-400目粉末，然后，喷雾干燥、烘干，在10_13Mpa压力下压制成块状，然后在氮气保护气氛下500-550°C进行烧结9-10小时,将烧结后的物料粉碎后过200-400目筛； (2)将其它剩余成分混合均匀； (3)将步骤(I)、(2)物料在58-63°C下混合搅拌均匀75-95分钟后，装入模具，压制成坯； (4)将压坯放在烧结炉中，以6-8°C/分钟速率升温至800-850°C条件下烧结1.5-2小时；然后以5-7°C /分钟速率升温至1050-1150°C条件下烧结2-3小时；再以8_12°C /分钟速率降温至450-550°C条件下烧结1-2小时，最后空气中冷却至室温即可。
【文档编号】B22F1/00GK103567435SQ201310467619
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】许国荣 申请人:铜陵国方水暖科技有限责任公司