专利名称：钢铁表环烧结复合粉末铜合金双金属材料的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种双金属材料，主要用于替代铜质材料加工制作机械零件。
目前制造各种铜合金机械零件及用品的方法主要是用铜材加工，或用铸造方法，先铸出坯料，然后再加工。这种方法加工的零件，材料利用率很低，一般在40～60％，也就是说有一半或一多半变成了废料，铸造容易出现砂眼、夹杂等问题，产品的合格率也很低，所以产品成本高、费用大、又浪费有色金属。目前生产电机用的集电环和铜齿轮就是采用上述方法加工的。
本实用新型的目的是提供一种节省铜料、机械性能好的钢铁表环烧结复合粉末铜合金双金属材料。
本实用新型的技术解决方案是一种双金属材料，设有环形钢铁骨架1，在环形钢铁骨架1的外表设有镀层3，镀层3的外侧设有铜合金粉末2。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点1、粉末冶金合金层的性能有些指标可超过铸造铜合金，如摩擦系数为0.05～0.10左右，铸铜合金的摩擦系数0.15左右，在相同摩擦使用的条件下要比铸铜材料耐磨损，在导电性、强度等方面也完全可以达到使用要求，硬度为HB60～90，两金属间的粘结强度大于10公斤/mm2，密度为7.8～8.2克/cm3，整体强度(如压馈等)可与钢材相同。
2、可以大量节省有色金属，以φ114×φ92×15这一规格的集电环产品为例，净重需铜合金450克，铸造毛坯需900克～1200克，由毛坯到成品要损失0.7公斤铜料。
而本实用新型，生产这样一个集电环需铜合金160克，比铸铜件的成品节省290克，节约65％，如与铸造毛坯相比可节省990克，节约83.8％。
每台电机用三个环，节约铜料约3公斤，每年全国要生产百万台以上，可节约铜材3000吨以上。如果加上铜齿轮或其它铜合金制品，予计可节省铜金属上万吨。由此可见经济效益是十分可观的，特别是在有色金属不停涨价，市场紧缺的情况下，本实用新型的前景更好。
3、生产方法比较简单、易操作、易批量生产特别没有环境污染。
以下结合附图
及具体实施方式
对本实用新型作进一步描述本实用新型就是用钢铁铜粉末铜合金烧结复合成双金属材料。钢铁做骨架，粉末铜合金做工作面，在高温烧结炉内烧结使两种金属牢固地粘结到一起，在使用过程中发挥各自的作用，双金属材料即有钢铁的强度，又有铜合金的导电性，耐磨性、较小的摩擦系数等优点，综合性能又高于单纯铜合金材料的性能。如集电环和铜齿轮，使用时主要是利用铜环表面和齿部，其余部位可以用钢铁材料代替。这样就可以节省60％铜合金，若按毛坯料计算节省的铜合金就更多了。
以集电环的生产过程为例，如图所示先用厚壁管材机加工出钢铁骨架1，骨架加工后将其表面镀铜，形成镀层3，电镀后的骨架放在烧结盘5上装料，如图2所示烧结盘5及钢铁骨架1外侧设有外套4，在其间隙内填装铜合金粉末2，然后送入有保护气体的连续电炉内烧结，温度800℃～840℃，每30分钟推进200mm。从炉的另一端推出后骨架与合金层已粘结成一体。这提高合金层的密度强度及导电性能，要进行挤压整型，如图3所示将压模套6置于压力机工作台上，工件自上端压入，经下口压出，外径缩小，挤压整型后，合金层的密度增加，但因挤压合金层产生硬化，要进行二次复烧退火，温度可略低烧结温度，退火后进行微量加工去掉多氽的铜合金毛刺，整修过程完成。
权利要求1.一种钢铁表环烧结复合粉末铜合金双金属材料，其特征在于设有环形钢铁骨架[1]，在环形钢铁骨架[1]的外表设有镀层[3]，镀层[3]的外侧设有铜合金粉末[2]。
专利摘要本实用新型提供了一种钢铁表环烧结复合粉末铜合金双金属材料。设有环形钢铁骨架1，在环形钢铁骨架1的外表设有镀层3，镀层3的外侧设有铜合金粉末2。具有节省铜料，机件机械性能好等优点。
文档编号B22F7/02GK2247572SQ9523224
公开日1997年2月19日 申请日期1995年9月13日 优先权日1995年9月13日
发明者胡俊威, 柳元林, 许永彬 申请人:胡俊威, 柳元林, 许永彬