硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料及其应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料及其应用，成分及各成分质量百分含量为：Ti15~25%，Ni2.0~5.5%，Mo0.05~0.35%，Cu1.0~2.5%，Mg0.18~0.35%，Sn0.15~0.66%，B2O31.0~3.0%，余量为Al。还包括P0.05~0.35%，Si0.02~0.12%。本发明提供的硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，在冶金粉末材料中添加硼酐颗粒，能有效提高制备得到的合金的耐磨性能和抗压性能，特别适用于制造轴承，可延长使用寿命，减少磨损。
【专利说明】硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料及其应用，属于粉末冶金材料
【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 粉末冶金是以金属粉末（或金属粉末与非金属粉末的混合物）为原材料，经过混 粉、压制、烧结等系列工序制造金属、复合材料以及各类零件制品的先进工艺。由于粉末冶 金制品加工精度高、尺寸易控制，尤其在复杂形状零件的生产中几乎达到一次性成型，大 幅减少后加工损耗，具有优越的经济效益。粉末冶金复合材料的成分配比易于控制，尤其在 含有非金属粉末的复合材料生产中，通过混粉工艺减少粉末偏析，充分发挥不同金属、非金 属的组合效用，提高复合材料各方面的性能。例如：添加石墨、二硫化钥的减摩自润滑复合 材料；添加碳化硅颗粒的弥散强化复合材料；添加碳纳米管的纤维强化复合材料等。
[0003] 随着科学技术的进步，各个领域对材料的性能要求越来越高。希望它们具备传统 的良好的力学性能之外，又希望它们能服役于高压、高温、高真空、强辐射及腐蚀的特殊环 境。显然，传统的材料不能满足这些要求。这就促进了复合材料的发展，它既具备基体材料 的优点，又增加了新性能，但又不是简单的加和。常见的增强体有纤维、颗粒、晶须，Cu-W、 Cu-Mo等材料也把金属相用作增强相。相比传统金属材料，金属基复合材料比强度、比模量 高,膨胀系数低,高温性能好；相比陶瓷材料,塑性及冲击韧性高；相比高分子材料,耐热性 和导电、导热性好。
[0004] 随着轿车、卡车的不断更新换代，高马力、强载重等能力的需要，对发动机、进、排 气门座、轮轴等零件的耐热、耐磨以及耐腐烛等性能提出了更高要求，也给冶金材料提出了 很大的挑战。研究具有高耐磨性，抗压性的汽车轴承越来越受到研究学者的关注。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料及其应用，在冶金粉 末材料中添加硼酐颗粒，能有效提高制备得到的合金的耐磨性能和抗压性能，特别适用于 制造轴承，可延长使用寿命，减少磨损。
[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术手段为： 硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量为：Ti 15~25%，Ni 2. 0?5· 5%，Mo 0· 05?0· 35%，Cu 1. 0?2· 5%，Mg 0· 18?0· 35%，Sn 0· 15?0· 66%，B2O3L 0?3· 0%，余 量为A1。
[0007] 还包括 P 0· 05?0· 35%，Si 0· 02?0· 12%。
[0008] 硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量为：Ti 18~22%， Ni 3. 0?4· 5%，Mo 0· 15?0· 35%，Cu I. (Tl. 5%，Mg 0· 2?0· 3%，Sn 0· 25?0· 4%，B2O3L 5?2. 5%，P 0· 1 ?0· 3%，Si 0· 05?0· 10%，余量为 A1。
[0009] 硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量为：Ti 20%，Ni 3· 8%，Mo 0· 25%，Cu I. 3%，Mg 0· 24%，Sn 0· 25?0· 4%，B2O3 2%，P 0· 2%，Si 0· 08%，余量为 Al。
[0010] 所述B2O3颗粒细度为18(T250um。
[0011] 所述硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料在生产汽车轴承中的应用。加工方法包括 如下步骤： 1) 混料：将各成分加入到混料机中进行混料，转速为10(Tl80rpm，混料时间为 20^40min ； 2) 将步骤1)的混料加入到压力机设备中，加压成型，压力为30(T500MPa，保压 30?60min ; 3) 将步骤2)压制好的试样在烧结炉内进行烧结，烧结温度为115(T1350°C，烧结时 间为2(T40min，然后在65(T850°C下保温ΚΓ30 min，淬灭，最后在20(T23(TC下保温回火 1 ?3h。
[0012] 有益效果：本发明提供一种硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料及其应用，在冶金 粉末材料中添加硼酐颗粒，能有效提高制备得到的合金的耐磨性能和抗压性能，特别适用 于制造轴承，可延长使用寿命，减少磨损。
【具体实施方式】
[0013] 实施例1 硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量为：Ti 15%，Ni 2. 0%，Mo 0· 05%，Cu L 0%，Mg 0· 18%，Sn 0· 15%，B2O3L 0%，余量为 A1。
[0014] 加工方法包括如下步骤： 1) 混料：将各成分加入到混料机中进行混料，转速为150rpm，混料时间为25min ; 2) 将步骤1)的混料加入到压力机设备中，加压成型，压力为400MPa，保压45min ; 3) 将步骤2)压制好的试样在烧结炉内进行烧结，烧结温度为1250°C，烧结时间为 3〇11^11，然后在75〇1：下保温2〇1^11，淬灭，最后在21〇1：下保温回火211。
[0015] 实施例2 硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量为：Ti 25%，Ni 5. 5%，Mo 0· 35%，Cu 2. 5%，Mg 0· 35%，Sn 0· 66%，Β2033· 0%，余量为 Al。
[0016] 加工方法包括如下步骤： 1) 混料：将各成分加入到混料机中进行混料，转速为150rpm，混料时间为25min ; 2) 将步骤1)的混料加入到压力机设备中，加压成型，压力为400MPa，保压45min ; 3) 将步骤2)压制好的试样在烧结炉内进行烧结，烧结温度为1250°C，烧结时间为 3〇11^11，然后在75〇1：下保温2〇1^11，淬灭，最后在21〇1：下保温回火211。
[0017] 实施例3 硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量为：Ti 18%，Ni 3. 0%，Mo 0· 15%，Cu 1. 0%，Mg 0· 2%，Sn 0· 25%，B2O3L 5%，P 0· 1%，Si 0· 05%，余量为 A1。
[0018] 加工方法包括如下步骤： 1) 混料：将各成分加入到混料机中进行混料，转速为150rpm，混料时间为25min ; 2) 将步骤1)的混料加入到压力机设备中，加压成型，压力为400MPa，保压45min ; 3) 将步骤2)压制好的试样在烧结炉内进行烧结，烧结温度为1250°C，烧结时间为 30min，然后在750°C下保温20 min，淬灭，最后在2KTC下保温回火2h。
[0019] 实施例4 硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量为：Ti 22%，Ni 4. 5%，Mo 0· 35%，Cu 1. 5%，Mg 0· 3%，Sn 0· 4%，B2O3 2. 5%，P 0· 3%，Si 0· 10%，余量为 Al。
[0020] 加工方法包括如下步骤： 1) 混料：将各成分加入到混料机中进行混料，转速为150rpm，混料时间为25min ; 2) 将步骤1)的混料加入到压力机设备中，加压成型，压力为400MPa，保压45min ; 3) 将步骤2)压制好的试样在烧结炉内进行烧结，烧结温度为1250°C，烧结时间为 3〇11^11，然后在75〇1：下保温2〇1^11，淬灭，最后在21〇1：下保温回火211。
[0021] 实施例5 硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，成分及各成分质量百分含量为：Ti 20%，Ni 3. 8%，Mo 0· 25%，Cu 1. 3%，Mg 0· 24%，Sn 0· 25?0· 4%，B2O3 2%，P 0· 2%，Si 0· 08%，余量为 Al。
[0022] 加工方法包括如下步骤： 1) 混料：将各成分加入到混料机中进行混料，转速为150rpm，混料时间为25min ; 2) 将步骤1)的混料加入到压力机设备中，加压成型，压力为400MPa，保压45min ; 3) 将步骤2)压制好的试样在烧结炉内进行烧结，烧结温度为1250°C，烧结时间为 3〇11^11，然后在75〇1：下保温2〇1^11，淬灭，最后在21〇1：下保温回火211。
[0023] 对实施例1飞铸造成的汽车轴承进行耐磨性能和抗压性能测试，摩擦磨损测试： 釆用WTM-2E摩擦磨损试验机，摩擦副釆用GCrl5滚珠轴承钢，载荷为100g，摩擦直径为 8mm，转速为200r/min，时间为20min。实验前先将待磨表面氧化皮磨掉露出平整的试样表 面，盘作水平旋转运动，试样通过上夹具与盘垂直接触，两者相互摩擦磨损。磨损时间为 20min，以保证达到稳定的磨损状态。质损量用Sartius Micr电子天平测得，研究试样在 磨损过程中质量的变化，来衡量材料的耐磨性。结果见表1所示。
[0024] 表 1 :
【权利要求】
1. 硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，其特征在于成分及各成分质量百分含量为：Ti 15^25%, Ni 2. 0^5. 5%, Mo 0. 05^0. 35%, Cu 1. 0^2. 5%, Mg 0. 18^0. 35%, Sn 0. 15^0. 66%, B2031. 0?3. 0%，余量为 Al。
2. 根据权利要求1所述的硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，其特征在于：还包括P 0? 05?0? 35%，Si 0? 02?0? 12%。
3. 根据权利要求2所述的硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，其特征在于：成分及 各成分质量百分含量为：Ti 18?22%，Ni 3. 0?4. 5%，Mo 0? 15?0? 35%，Cu 1. (Tl. 5%，Mg 0? 2?0? 3%，Sn 0? 25?0? 4%，B2031. 5?2. 5%，P 0? 1 ?0? 3%，Si 0? 05?0? 10%，余量为 Al。
4. 根据权利要求3所述的硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料，其特征在于：成分及各 成分质量百分含量为：Ti 20%，Ni 3.8%，Mo 0.25%，Cu 1.3%，Mg 0.24%，Sn 0.25?0.4%，B2032%，P 0? 2%，Si 0? 08%，余量为 Al。
5. 权利要求1~4中任意一项所述硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料在生产汽车轴承 中的应用。
6. 根据权利要求5所述硼酐颗粒混杂钛铝基粉末冶金材料在生产汽车轴承中的应用， 其特征在于加工方法包括如下步骤： 1) 混料：将各成分加入到混料机中进行混料，转速为10(Tl80rpm，混料时间为 20^40min ； 2) 将步骤1)的混料加入到压力机设备中，加压成型，压力为30(T500MPa，保压 30?60min ; 3) 将步骤2)压制好的试样在烧结炉内进行烧结，烧结温度为115(T135(TC，烧结时 间为2(T40min，然后在65(T850°C下保温10?30 min，淬灭，最后在20(T230°C下保温回火 1 ?3h。
【文档编号】C22C21/00GK104388760SQ201410587980
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年10月29日 优先权日:2014年10月29日
【发明者】刘莉, 王爽, 刘晓东 申请人:苏州莱特复合材料有限公司