專利名稱：改進(jìn)的粉末冶金組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改進(jìn)的粉末冶金組合物，尤其是適用于燒結(jié)加工中使 用的改進(jìn)粉末冶金組合物，燒結(jié)加工適合制備汽車工業(yè)所用物品。下 文描述的本發(fā)明與閥座、渦輪增壓器襯套等的制備特別相關(guān)，但是當(dāng) 然，本發(fā)明不應(yīng)認(rèn)為限于將本文描述的組合物通過燒結(jié)最終形成的最 終物品。背景按其最簡(jiǎn)單的形式，粉末冶金為混合不同數(shù)量的粉狀元素金屬、 合金、或已經(jīng)歷擴(kuò)散粘結(jié)以便燒結(jié)此類混合物時(shí)，可成本有效的制備 物品的金屬或合金的科學(xué)，所述物品具有理想的耐磨特性和最終成形 的元件通常經(jīng)歷的升高的操作溫度下的穩(wěn)定性。一般而言，粉末冶金是一種方法，該方法于非常大的負(fù)荷下壓縮預(yù)定粉末冶金混合物來產(chǎn)生稱為粉末壓坯(green compact)的物品，然 后加熱粉末壓坯至高溫，該高溫通常但不是必需地處于混合物中任一 組分的最低熔點(diǎn)與最高熔點(diǎn)之間，以便引起一些組分熔融或者使混合 物中的至少一種組分進(jìn)行擴(kuò)散或熔滲(infiltration)移動(dòng)。冷卻時(shí)(應(yīng)提 及加熱和冷卻階段可以非常迅速或相當(dāng)緩慢，這取決于最終產(chǎn)品所需 的物理特性)，任何殘留的熔融組分或更多的流體組分固化。應(yīng)提及，在這階段盡管下面的描述一般涉及在保護(hù)性氣體氣氛中 的燒結(jié)或真空燒結(jié)，但是本發(fā)明具有更廣泛的應(yīng)用，的確申請(qǐng)人考慮 本發(fā)明同樣可以應(yīng)用于其他制備技術(shù)中，如粉末鍛造、高速壓制等。燒結(jié)，且特別是用于形成預(yù)定高耐磨應(yīng)用的燒結(jié)物品的粉末冶金 混合物的一個(gè)基本方面為稱為基質(zhì)的物質(zhì)與任何硬質(zhì)相之間的關(guān)系， 摻入硬質(zhì)相以賦予增強(qiáng)的耐磨性。這種關(guān)系可能是原子的、結(jié)構(gòu)的、 機(jī)械的和化學(xué)的，所以在最終決定成品燒結(jié)物品將在侵襲性環(huán)境中如 何表現(xiàn)十分重要?；|(zhì)主要為有效地將燒結(jié)物品中的全部成分粘結(jié)在一起的物質(zhì) 或組合物，所述硬質(zhì)相隨機(jī)的分散在整個(gè)基質(zhì)中以提供其耐磨特性。 因此，基質(zhì)材料通常比硬質(zhì)相軟很多，通常(盡管不是必需取決于應(yīng) 用)，預(yù)壓粉末混合物中基質(zhì)的濃度(重量)通常會(huì)大于硬質(zhì)相的相應(yīng)濃 度(重量)。重要的是此處應(yīng)注意，有時(shí)體積百分比用于表示粉末混合物中的 組分濃度，但這些可能完全不同于相應(yīng)的濃度(重量)，因?yàn)闃?gòu)成的金 屬或合金的密度可能顯著不同，尤其是硬質(zhì)相方面。在本說明書的其余部分中，假定為重量百分比(Wt.。/。)，除非另外 具體說明。通常，硬質(zhì)相的wty。很大程度上是由待制備的物品類型決定。 由于內(nèi)燃機(jī)汽缸附近區(qū)域中的侵襲性條件，閥座嵌入物(vsi)—般要求25-40 wt.。/。的硬質(zhì)相濃度，而渦輪增壓器和其他襯套對(duì)耐磨性沒有 這么高的要求，因此對(duì)于這些應(yīng)用8-18%的硬質(zhì)相更常見。應(yīng)認(rèn)為本發(fā)明涵蓋所有這些應(yīng)用。在該特殊技術(shù)領(lǐng)域中有許多先有技術(shù)，如下討論一些更相關(guān)的文件'本文共有權(quán)的EP-A-0 418 943描述從壓縮混合物燒成的燒結(jié)鋼材，壓縮混合物含有熱加工工具鋼粉末、鐵粉和石墨形式的碳加入物。熱加工工具鋼通?；谀切┓Q為AISI Hll、 H12和H13中的一種或多種。尤其是，該專利包括燒結(jié)鐵材料，其具有如下組成(wt.。/。)C 0.7-1.3Si 0.3-1.3Cr 1,9-5.3Mo 0.5-1.8V 0.1-1.5Mn $0.6Fe 余量，除附帶雜質(zhì)之外。本文共有權(quán)的EP-A-0 312 161也描述從高速工具鋼、鐵粉和碳 加入物被壓實(shí)和燒結(jié)的混合物制備的燒結(jié)鋼，高速工具鋼形成多數(shù)硬 質(zhì)相，碳加入物為形成多數(shù)基質(zhì)的石墨形式?？紤]使用的高速工具鋼 通常基于本領(lǐng)域中熟知的M3/2類。EP-A-0 312 161中描述的燒結(jié)鋼 通常比EP-A-0 418 943中描述的那些具有更低的碳含量。這是由于 EP0312161材料中形成主要碳化物的Mo、 V和W元素的合金加入水 平較高這一事實(shí)，并且這維持應(yīng)用如閥座嵌入物中要求高度耐磨性。 由于較低的碳水平，在燒結(jié)之后從結(jié)構(gòu)中除去奧氏體也會(huì)有些小問 題。然而，由于合金加入的相對(duì)高水平，EP-A-0 312 161中描述的合8金問題為材料成本的問題之一。因此，EP0312161保護(hù)具有基質(zhì)的鐵基燒結(jié)材料，其含有壓制燒結(jié)粉末，該粉末從包括兩種不同鐵基粉末的混合物壓縮至大于80%的理論密度，所述混合物含有40-70 wt.%W預(yù)制成合金的粉末，該預(yù)制成合金的粉末具有如下組成(wt.。/。) C 0.45-1.05 W 2.7-6.2 Mo 2.8-6.2 V 2.8-3.2 Cr 3.8-4.5 其他最大為3,余量為Fe。60-30 wt.。/。的鐵粉，任選最高達(dá)5 wt。/。的一種或多種金屬硫化 物，任選最高達(dá)1 wt,。/。的硫粉和碳粉，以便燒結(jié)材料的總碳含量在 0.8-1.5 wt.。/。的范圍中。從上可見，已知粉末冶金組合物中包含高速工具鋼的概念。上述提供一些情況的實(shí)例，其中需要非常特殊的組成以達(dá)到特定 目的或得到具有預(yù)定耐磨性的特定燒結(jié)物品。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于燒結(jié)的粉末冶金組合物，和用粉末 冶金法如燒結(jié)法由該組合物制備的物品，其采用可廣泛得到的類屬基 質(zhì)(generic matrices)以及某些特定硬質(zhì)相材料組合物，以按合理的成 本提供具有理想耐磨特'性的燒結(jié)物品。本發(fā)明的另一目的是提供燒結(jié)鋼材，與先有技術(shù)的材料相比，該 材料制備更容易、更經(jīng)濟(jì)、材料成本更低，同時(shí)在應(yīng)用例如用于內(nèi)燃 機(jī)的閥座嵌入物中保持可比的性能水平。然而，這些標(biāo)準(zhǔn)也適用于要求抗研磨磨損和抗高溫磨損的任何應(yīng)用中。 發(fā)明內(nèi)容簡(jiǎn)述依照本發(fā)明的第一方面，提供粉末冶金混合物，該混合物具有以下組成(除附帶雜質(zhì)外)-55-90%的鐵基基質(zhì)粉末，和-45-10%的硬質(zhì)相粉末，-其特征在于-45-10%的硬質(zhì)相具有以下組分的組合物(除附帶雜質(zhì)外) -至少30。/。Fe和至少一些如下各元素，其重量％從如下范圍選擇 以便與Fe的wt,。/。一起合計(jì)為100%: o 1-3% C o 20-35% Cr o 2-22% Co o 2-15% Ni o 8-25% W。優(yōu)選，硬質(zhì)相組合物也包括一種或多種大于痕量的如下元素，但 任何所有這些元素的總和不大于5%: -V -Ni -Ti -Cu優(yōu)選，鐵基粉末基質(zhì)由如下材料之一制成
-高鉻鋼，除附帶雜質(zhì)之外，具有16-20% Cr、 10-15% Ni、 0.1-5% Mo、 0-2% C,余量為Fe,
-低合金鋼，其中具有不大于19.6%的非鐵總組分(除附帶雜質(zhì) 外)，所述組分主要包括量^2%的C，任選包括一種或多種以下組分 Mo0-2%、 Cu0-5%、 Cr0-5%、 NiO-5。/o以及Mn、 P或S中的一種或 多種0.6%。
-工具鋼粉末，該工具鋼為鴒-鉬類的工具鋼，除附帶雜質(zhì)之外， 具有0-2。/。C、 3-7% Mo、 4-8% W、 2-6% Cr、 0.5-4% V，余量為Fe。
在其中鐵基粉末基質(zhì)為工具鋼粉末的情況，優(yōu)選的組合物為1% C、 5%Mo、 6%W、 4%Cr、 2% V,其他元素各自<0.5%,余量為 Fe。
在其中鐵基粉末基質(zhì)為低合金鋼粉末的情況，非鐵組分可以
i. 在混合期間以元素加入，尤其是在C的情況下，
ii. 與Fe組分預(yù)制成合金，作為預(yù)制成合金的Fe/非Fe金屬粉末 提供給混合物
iii. 擴(kuò)散粘結(jié)至Fe組分，作為擴(kuò)散粘結(jié)的粉末提供給混合物， 該粉末包含F(xiàn)e和一種或多種非Fe金屬
iv. 上述的任何組合
在其中鐵基粉末基質(zhì)為低合金鋼粉末或工具鋼粉末的情況，優(yōu)選 在燒結(jié)期間使用銅熔滲技術(shù)，以制成物品組合物的百分比計(jì)，銅的存 在量為5-30%,更優(yōu)選8-22%,還更優(yōu)選12-18%。在最優(yōu)選的實(shí)施方案中，當(dāng)在具有低合金鋼基質(zhì)的材料上使用銅
熔滲技術(shù)時(shí)，鐵基粉末基質(zhì)的組合物為3%Cr、 0.5% Mo、混合期間 以元素加入的1%C,余量為Fe，當(dāng)以制成物品組合物百分比表示時(shí)， Cu的存在量為14%。
低合金鋼的優(yōu)選組合物如下
i. 3%Cu、 1%C,余量為Fe
ii. 3%Cr、 0.5% Mo、 1%C，余量為Fe
iii. 4%Ni、 1.5%Cu、 0.5%Mo、 1%C,余量為Fe，或者
iv. 4%Ni、 2%Cu、 1.4% Mo、 1%C，余量為Fe。 石更質(zhì)相組分的最優(yōu)選組合物如下
-2%C、 23.5% Cr、 19.5% Co、 10.6% Ni、 10.3% W，余量為Fe -2%C、 23.8%Cr、 14.7%Co、 10.7%Ni、 15.5% W，余量為Fe -2%C、 24.7% Cr、 9.7% Co、 5.3% Ni、 15.3% W，余量為Fe 在最優(yōu)選的實(shí)施方案中，硬質(zhì)相組分的組合物為 -1.8%C、 29.8%Cr、 5.1%Co、 5.0%Ni、 20.1% W，余量為Fe。 最優(yōu)選，基質(zhì)組分的組合物為
與Fe預(yù)制成合金的3%Cr、與Fe預(yù)制成合金的0.5% Mo、和混 合期間以元素加入的1%C,余量為Fe。
還更優(yōu)選，也用機(jī)械加工性助劑如MnS提供任一上述組合物， 任選MnS已被預(yù)制成合金，其中MnS在熔體中形成，形成基質(zhì)組分 或硬質(zhì)相組分之一的粉末之一由該熔體制成，此外，需要向組合物中 加入選自以下的固體潤(rùn)滑劑CaF2、 MoS2、滑石粉、游離石墨薄片、BN和BaF2。
機(jī)械加工性助劑和固體潤(rùn)滑劑各自都可以不大于5%的量提供， 可減少上述提及組分的各種其他規(guī)定的百分比，以便在一種組合物中 所有組分的所有百分比總和為100%。
依照本發(fā)明的第二方面，提供通過對(duì)上述組合物進(jìn)行粉末冶金加 工如通過燒結(jié)制備的物品。
預(yù)計(jì)上述硬質(zhì)相組合物也可通過各種不同的方法制備，包括碾磨 金屬或合金鑄錠，油、氣體、空氣或水霧化中的一種或多種，或者通 過已知的Coldstream 法，盡管氣體霧化是最優(yōu)選的方法。
至于在燒結(jié)中使用的現(xiàn)有金屬/合金粉末組合物，上述提及的發(fā) 明具有很大優(yōu)勢(shì)，因?yàn)橛操|(zhì)相組分中缺少鉬。眾所周知，盡管已知 Mo賦予最終燒結(jié)物品中的硬質(zhì)相非常好的耐磨特性，但是Mo非常 昂貴，因此上述提供的組合物相對(duì)耐磨，同時(shí)不是非常昂貴。
現(xiàn)在參閱附圖，通過實(shí)施例描述本發(fā)明。
附圖筒述


圖1顯示穿過燒結(jié)元件的放大橫斷面圖，該燒結(jié)元件由本發(fā)明混 合物制備。
圖2、 3、 4提供由本發(fā)明混合物和現(xiàn)在可得到的混合物/產(chǎn)品制 備的元件的磨損統(tǒng)計(jì)比較圖。
詳述首先參閱圖1，圖1顯示從混合物制備的元件表面的高分辨率圖
像，該混合物包括63%低合金鋼粉末，尤其是與Fe預(yù)制成合金的3% Cr、與Fe預(yù)制成合金的0.5% Mo以及混合期間以元素加入的1% C, 余量為Fe; 35%硬質(zhì)相粉末，尤其是1.8。/。C、 29.8% Cr、 5.1% Co、 5.0%Ni、 20.1%W，余量為Fe;和2。/。MnS。在燒結(jié)過程期間該材料 用銅熔滲。因此，將各個(gè)相標(biāo)記為
2-石更質(zhì)相
4-基質(zhì)
6-銅(熔滲的)
8-MnS,機(jī)械加工性助劑。
參閱圖2，圖2顯示材料的磨損試驗(yàn)結(jié)果，該材料由84.5%高鉻 鋼粉末，尤其是與Fe預(yù)制成合金的18%Cr、與Fe預(yù)制成合金的12% Ni、與Fe預(yù)制成合金的2.5% Mo和混合期間以元素加入的1.5% C, 余量為Fe; 15%硬質(zhì)相粉末，尤其是1.8。/。C、 29.8% Cr、 5.1% Co、 5.0% Ni、 20.1% W，余量為Fe;和0.5。/oMnS形成。該材料尋皮壓縮至 6.6g/cn^的密度并于120(TC溫度下真空燒結(jié)30分鐘。磨損試驗(yàn)包括 用1/4"小球形式的不銹鋼往復(fù)運(yùn)動(dòng)接觸摩擦燒結(jié)材料的表面。該試驗(yàn) 于600。C下空氣中持續(xù)3小時(shí)，并施加了 2kg負(fù)荷。可使用這個(gè)磨損 試驗(yàn)比較不同渦輪增壓器襯套材料的耐磨性。圖2顯示上述材料的質(zhì) 量損失情況，是與Federal-Mogul Sintered Products目前制名—肖售的渦 輪增壓器襯套材料的質(zhì)量損失進(jìn)行比較的。該目前的制備材料 Federal-Mogul Sintered Products稱為材料級(jí)2600，該材料不含任何有意的硬質(zhì)相粉末加入物。硬質(zhì)相粉末加入的益處顯然可見。
參閱圖3，圖3顯示材料的磨損試驗(yàn)結(jié)果，該材料由63%低合金 鋼粉末，尤其是與Fe預(yù)制成合金的3%Cr、與Fe預(yù)制成合金的0.5% Mo和混合期間以元素加入的1% C，余量為Fe; 35%硬質(zhì)相粉末， 尤其是1.8%。 29.8% Cr、 5.1%Co、 5.0% Ni、 20.1% W，余量為Fe; 和2。/。MnS形成。該材料被壓縮至7g/cmS的密度并于lll(TC溫度下 在10% H2/90% N2氣氛下燒結(jié)30分鐘。在燒結(jié)過程期間用銅熔滲被 壓縮部分。然后將燒結(jié)物品以機(jī)械制成排氣閥座嵌入物的形式，并安 裝至2 L的內(nèi)燃機(jī)汽缸蓋上。然后將該汽缸蓋安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)并于混合 試驗(yàn)周期內(nèi)操作390小時(shí)。圖3顯示排氣閥的平均沉陷情況，其中該 沉陷是由于閥座嵌入物和閥門的4關(guān)合磨損造成的。將閥門的沉陷水平 也與目前的制備閥座嵌入物材料的沉陷進(jìn)行比較，閥座嵌入物材料在 該發(fā)動(dòng)機(jī)中被用作原始設(shè)備。不完全知道該原始設(shè)備材料的組合物， 因?yàn)樗菍＠苽洚a(chǎn)品，但是已知該組合物具有低合金鋼基質(zhì)，含有 被認(rèn)為含30。/。Mo的硬質(zhì)相，并且也被銅熔滲過。顯然可見本發(fā)明的 優(yōu)良性能。
參閱圖4，圖4顯示材料的磨損試驗(yàn)結(jié)果，該材料由65%低合金 鋼粉末，尤其是混合期間以元素加入的3% Cu和混合期間以元素加 入的iy。C，余量為Fe;和35%硬質(zhì)相粉末，尤其是1.8。/。C、 29.8% Cr、 5.1%Co、 5.0%Ni、 20.1% W，余量為Fe形成。該材料凈皮壓縮至 7 g/cm3的密度并于1110。C溫度下在10% H2/90% N2的氣氛下燒結(jié)30 分鐘。在燒結(jié)過程期間用銅熔滲被壓縮部分。然后將燒結(jié)物品用機(jī)械制成閥座嵌入物的形式，并在閥座嵌入物的臺(tái)架試—驗(yàn)(rig test)中進(jìn)4亍評(píng)估。在該臺(tái)架試驗(yàn)中將閥座嵌入物和閥門裝配在固定裝置中，該固定裝置被設(shè)計(jì)用于重現(xiàn)真實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)中這些元件的布局和操作。閥門上下移動(dòng)接觸閥座嵌入物，其方式與傳統(tǒng)汽缸蓋中的一樣。于150。C下進(jìn)行試驗(yàn)并持續(xù)5小時(shí)，閥門以3000 rpm的速度往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖4顯示閥座嵌入物接觸面上的平均磨損深度。也顯示目前由Federal-MogulSintered Products制備銷售的閥座嵌入物材料的比較數(shù)據(jù)。Federal-Mogul Sintered Products將該目前的制備材沖牛稱為材料級(jí)3010，它不含任何有意的硬質(zhì)相粉末加入物。硬質(zhì)相粉末加入的益處顯然可以看到。
為此，申請(qǐng)人認(rèn)為上述燒結(jié)方法及其參數(shù)為本發(fā)明的 一些方面。
權(quán)利要求
1.一種粉末冶金混合物，所述混合物具有以下組成(除附帶雜質(zhì)外)-55-90％鐵基基質(zhì)粉末，和-45-10％硬質(zhì)相粉末，其特征在于45-10％的硬質(zhì)相具有以下組分的組合物(除附帶雜質(zhì)外)-至少30％Fe和至少一些如下各元素，其重量％從如下范圍選擇以便與Fe的wt.％一起合計(jì)為100％○1-3％C○20-35％Cr○2-22％Co○2-15％Ni○8-25％W。
2. 權(quán)利要求1的混合物，其中所述硬質(zhì)相組合物也包括一種或多 種大于痕量的如下元素，但J壬何所有這些元素的總和不大于5%:-V -Ni -Ti -Cu。
3. 權(quán)利要求1或2的混合物，其中所述鐵基基質(zhì)粉末為高鉻鋼， 除附帶雜質(zhì)之外，該高鉻鋼具有16-20% Cr、 10-15%Ni、 0.1-5%Mo、 0-2% C,余量為Fe。
4. 權(quán)利要求1或2的混合物，其中所迷鐵基基質(zhì)粉末為低合金鋼 粉末，該粉末具有不大于19.6%的非鐵總組分(除附帶雜質(zhì)外)，所 述組分主要包括量《％的C，并任選包括一種或多種以下組分 Mo 0-2%、 Cu 0-5%、 Cr 0-5%、 Ni 0-5%以及Mn、 P或S中的一種或 多種0.6%。
5. 權(quán)利要求1或2的混合物，其中所述鐵基基質(zhì)粉末為工具鋼粉 末，該工具鋼為鴒-鉬類的工具鋼，除附帶雜質(zhì)之外，具有0-2。/。C、 3-7% Mo、 4-8% W、 2-6% Cr、 0.5-4% V,其余余量為Fe。
6. 權(quán)利要求5的混合物，其中優(yōu)選的組合物為1%C、 5%Mo、 6%W、 4%Cr、 2%V,其他各元素<0.5%,余量為Fe。
7. 權(quán)利要求4的混合物，其中所述非鐵組分v. 在混合期間以元素加入，尤其是在C的情況下，vi. 與Fe組分預(yù)制成合金，并作為預(yù)制成合金的Fe/非Fe金屬粉 末提供給混合物，vii. 擴(kuò)散粘結(jié)至Fe組分，并作為擴(kuò)散粘結(jié)的粉末提供給混合物， 該粉末包含F(xiàn)e和一種或多種非Fe金屬，viii. 上述的任何組合。
8. 權(quán)利要求4、 5或其任一從屬權(quán)利要求中任一項(xiàng)的混合物，所 述混合物經(jīng)歷燒結(jié)過程，期間使用了銅熔滲技術(shù)，在完成燒結(jié)過程之 后，以制成物品組合物的百分比計(jì)，銅以5-30%的量存在。
9. 權(quán)利要求8的混合物，其中在完成燒結(jié)過程之后，以制成物品 的百分比計(jì)，銅以8-22%的量存在。
10. 權(quán)利要求8的混合物，其中在完成燒結(jié)過程之后，以制成物 品的百分比計(jì)，銅以12-18%的量存在。
11. 權(quán)利要求8-10從屬于權(quán)利要求4時(shí)的混合物，其中所述鐵基 粉末基質(zhì)的組成為3%Cr、 0.5% Mo、混合期間以元素加入的1% C, 余量為Fe，在完成燒結(jié)過程之后，當(dāng)以制成物品組合物的百分比表示 時(shí)，Cu以14%的量存在。
12. 權(quán)利要求4及其任何從屬權(quán)利要求中任一項(xiàng)的混合物，其中 所述低合金鋼的組合物選自以下組合物之一v. 3%Cu、 1%C，余量為Fe，vi. 3%Cr、 0.5% Mo、 1%C,余量為Fe，vii. 4%Ni、 1.5%Cu、 0.5%Mo、 1%C，余量為Fe，或者viii.4%Ni、 2%Cu、 1.4% Mo、 1%C,余量為Fe。
13. 前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的混合物，其中所述混合物中硬質(zhì)相 組分的組合物選自以下組合物-2%C、 23.5%Cr、 19.5%Co、 10.6%Ni、 10.3% W，余量為Fe， -2%C、 23.8%Cr、 14.7%Co、 10.7%Ni、 15,5%W,余量為Fe， -2%C、 24.7% Cr、 9.7% Co、 5,3% Ni、 15.3% W,余量為Fe。
14. 權(quán)利要求13的混合物，其中所述硬質(zhì)相組分的組合物為 -1.8%C、 29.8% Cr、 5.1% Co、 5.0% Ni、 20.1% W，余量為Fe。
15. 前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的混合物，其中所述基質(zhì)組分的組合物為與Fe預(yù)制成合金的3% Cr，與Fe預(yù)制成合金的0.5% Mo,和 混合期間以元素加入的1%C，余量為Fe。
16. 前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的混合物，所述混合物也含有機(jī)械加 工性助劑。
17. 權(quán)利要求16的混合物，其中所述機(jī)械加工性助劑為MnS。
18. 權(quán)利要求17的混合物，其中因?yàn)樵谌垠w中形成MnS,所述 MnS已經(jīng)預(yù)制成合金，形成基質(zhì)組分或硬質(zhì)相組分之一的粉末之一由 該熔體制成。
19. 前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的混合物，其中向所述組合物中加入 選自以下的固體潤(rùn)滑劑CaF2、 MoS2、滑石粉、游離石墨薄片、BN 和BaF2。
20. 權(quán)利要求16-19中任一項(xiàng)的混合物，其中所述機(jī)械加工性助 劑和固體潤(rùn)滑劑各自以不大于5%的量提供，并減少上述提及組分各 種其他規(guī)定的百分比，以便在任何混合物組分中所有組分的所有百分 比總和為100%。
21. 前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的混合物，其中所述硬質(zhì)相粉末組合 物通過一種或多種以下方法制備-碾磨金屬或合金鑄錠，-油、氣體、空氣或水霧化中的一種或多種，或者-已知的Coldstream 法。
22. —種物品，所述物品采用上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)描述的混合 物并對(duì)所述混合物進(jìn)行粉末冶金加工制備，所述加工至少涉及獨(dú)立或 纟且合的壓制、力口熱和冷卻。
23. —種物品，所述物品采用權(quán)利要求1-21中任一項(xiàng)描述的混合 物并將所述混合物燒結(jié)制備。
全文摘要
一種粉末冶金混合物，所述混合物具有(除附帶雜質(zhì)之外的)55-90％鐵基基質(zhì)粉末和45-10％硬質(zhì)相粉末的組成，其特征在于45-10％的硬質(zhì)相具有(除附帶雜質(zhì)之外的)組合物，該組合物包括至少30％Fe和至少一些如下各元素，從如下范圍選擇重量％以便與wt.％Fe一起合計(jì)為100％1-3％C、20-35％Cr、2-22％Co、2-15％Ni、8-25％W。在燒結(jié)成物品(理想的是閥座嵌入物)之前，用于混合物的最優(yōu)選組成為(除附帶雜質(zhì)之外的)如下35％硬質(zhì)相、65％基質(zhì)；硬質(zhì)相組分為2.2％C、29.1％Cr、4.9％Co、5.3％Ni、20.2％W，余量為Fe，并允許小于2％的一種或多種機(jī)械加工性助劑和固體潤(rùn)滑劑；基質(zhì)組分為以下組分之一高鉻鋼粉末(如18％Cr、12％Ni、2.5％Mo，余量為Fe)，低合金鋼粉末(3％Cu、1％C、余量為Fe；3％Cr、0.5％Mo、1％C，余量為Fe；4％Ni、1.5％Cu、0.5％Mo、1％C，余量為Fe；4％Ni、2％Cu、1.4％Mo、1％C，余量為Fe)，或工具鋼粉末(5％Mo、6％W、4％Cr、2％V、1％C，余量為Fe)，或上述的低合金鋼粉末但在燒結(jié)期間與銅熔滲法聯(lián)合使用。如上所述燒結(jié)混合物提供可靠、耐磨的物品，該物品具有低鉬含量，因此比具有相似耐磨性的傳統(tǒng)燒結(jié)材料便宜很多。
文檔編號(hào)C22C33/02GK101517112SQ200780035326
公開日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2007年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者L·J·法興, P·莫利克 申請(qǐng)人:聯(lián)邦-蒙古爾燒結(jié)產(chǎn)品有限公司