專利名稱：一種鐵基粉末冶金減摩結(jié)構(gòu)材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及粉末冶金領(lǐng)域，具體地說是一種鐵基粉末冶金減摩結(jié)構(gòu)材料及其制備方法。
目前，鐵基粉末冶金領(lǐng)域所使用的減摩材料機械性能較差，《Fe-Cu-Me鐵基減摩材料的研究》(《粉末冶金技術(shù)》第十四卷第二期，P127～131，作者吳慶定，1996年，北京市粉末冶金研究所《粉末冶金技術(shù)》編輯部出版)一文公開了一種減摩材料及制備方法，該材料在添加成分為Cu+Me為4wt％～6wt％、Cu/Me為7∶3，燒結(jié)溫度為900～950℃時，具有良好的綜合性能，在一定工況下可替代ZQan6-6-3合金，但是該材料的機械性能尚不能完全達到錫青銅的相應(yīng)指標，因此其應(yīng)用范圍受到一定的限制，而目前應(yīng)用的結(jié)構(gòu)材料，如Fe-Cu-Ni-C系等，減摩性能又很差。
本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有減摩材料和結(jié)構(gòu)材料的缺點，提供一種同時具備減摩材料較好的減摩性能和結(jié)構(gòu)材料較好的機械性能的鐵基粉末冶金減摩結(jié)構(gòu)材料及其制備方法。
為達到上述目的，本發(fā)明提供了一種鐵基粉未冶金減摩結(jié)構(gòu)材料，該材料的化學(xué)成分(重量％)為Sn 0.4～2.2％，Pb 0.4～2％，Cu1.5～5％，Zn 0.1～0.5％，S 0.2～0.8％，C 0.2～1％，Ni 0.75～3％，Mo 0.5～2％，Si 0.25～0.75％，Cr0.25～0.75％，B 0.25～0.75％，余量為Fe。
本發(fā)明同時提供了該鐵基粉末冶金減摩結(jié)構(gòu)材料的制備方法，該方法按下列步驟進行a將(重量比％)Sn-Pb合金1～5％，QSn 6-6-32～8％，GHL-6-3合金1～4％，MoS21～3％，S0.4～1.2％，C0.2～1.2％，余為鐵的粉末混合，其中Sn-Pb合金的成分(重量％)為Sn 40～50％，余為Pb，QSn6-6-3成分為Sn5～7％，Zn5～7％，Pb2～4％，余為Cu，GHL-6-2合金成分為Si 6.5～7％，Cr 9～10％，F(xiàn)e 6.5～7％，B 1.8～2.2％，余為Ni，上述各合金材料均以霧化法制得；b將混合后粉末于模具中壓制成形，壓力為4～6T/cm2；c于200～300℃的溫度下燒結(jié)30～60分鐘；d于700～800℃的溫度下燒結(jié)60～120分鐘；e于7～10T/cm2的壓力下壓制；f于800～900℃下燒結(jié)30～60分鐘；
g于1000～1200℃下燒結(jié)60～120分鐘，緩冷出爐；上述各燒結(jié)步驟皆以氫氣或分解氨作保護氣氛。
該材料在正常工作條件下，如干摩擦Pv＝2kgm/cm2s、機油潤滑Pv＝18kgm/cm2s，摩擦系數(shù)小于錫青銅QSn6-6-3，自身耐磨性能比QSn6-6-3高2～5倍，對摩擦偶件的影響與QSn6-6-3相當，承載能力為QSn6-6-3的1.5～3倍，上述指標采用國家標準MM-200型摩擦試驗機測試，抗拉強度可達260～450MPa(GB7963-87)，沖擊韌性為18～22J/Ccm2(GB5318-85)，布氏強度為HB80～140(JB2867-86)，密度6.6～7.2g/cm3(GB5163-35)，車削表面粗糙度最高可達(采用比較法測)，耐腐蝕性能與錫青銅QSn6-6-3相同(在5％酸、堿、鹽三種溶液中測定重量損失)。
實施例1、將(重量比％)Sn-Pb合金2％，QSn 6-6-33％，GHL-6-2合金2.5％，MoS22％，S0.8％，C0.5％，余為鐵的粉末混合，其中Sn-Pb合金的成分(重量％)為Sn40％，余為Pb，QSn6-6-3成分為Sn5％，Zn5％，Pb2％，余為Cu，GHL-6-2合金成分為Si 6.5％，Cr 9％，F(xiàn)e 6.5％，B 1.8％，余為Ni，上述各合金材料均以霧化法制得，將混合后粉末于模具中壓制成形，壓力為5T/cm2；再在200℃的溫度下，于燒結(jié)爐中初燒，保持溫度30分鐘，氫氣保護，使Sn-Pb合金熔化，并潤濕其它材料，產(chǎn)生部分合金；然后于700℃的溫度下燒結(jié)70分鐘，消除壓制時產(chǎn)生的加工硬化；再在模具中于8T/cm2的壓力下復(fù)壓；再于850℃下復(fù)燒60分鐘，氫氣保護，使QSn6-6-3充分潤濕其它材料；然后于1080℃下燒結(jié)80分鐘，使GHL-6-2合金熔化，強化合金作用，緩冷出爐。
2、將(重量比％)Sn-Pb合金1％，QSn 6-6-36％，GHL-6-2合金4％，MoS21％，S1.2％，C1.2％，余為鐵的粉末混合，其中Sn-Pb合金的成分(重量％)為Sn 45％，余為Pb，QSn6-6-S成分為Sn6％，Zn6％，Pb3％，余為Cu，GHL-6-2合金成分為Si 6.5％，Cr 10％，F(xiàn)e 7％，B 2％，余為Ni，上述各合金材料均以霧化法制得，將混合后粉末于模具中壓制成形，壓力為4T/cm2；再在250℃的溫度下，于燒結(jié)爐中初燒，保持溫度40分鐘，氫氣保護，使Sn-Pb合金熔化，并潤濕其它材料，產(chǎn)生部分合金；然后于750℃的溫度下燒結(jié)100分鐘，消除壓制時產(chǎn)生的加工硬化；再在模具中于9T/cm2的壓力下復(fù)壓；再于800℃下復(fù)燒40分鐘，氫氣保護，使QSn 6-6-3充分潤濕其它材料；然后于1150℃下燒結(jié)80分鐘，使GHL-6-2合金熔化，強化合金作用，緩冷出爐。
3、將(重量比％)Sn-Pb合金5％，QSn 6-6-33％，GHL-6-2合金1％，MoS23％，S0.5％，C0.2％，余為鐵的粉末混合，其中Sn-Pb合金的成分(重量％)為Sn 50％，余為Pb，QSn 6-6-3成分為Sn 7％，Zn 7％，Pb 4％，余為Cu，GHL-6-2合金成分為Si 7％，Cr 10％，F(xiàn)e 7％，B 2.2％，余為Ni，上述各合金材料均以霧化法制得，將混合后粉末于模具中壓制成形，壓力為6T/cm2；再在300℃的溫度下，于燒結(jié)爐中初燒，保持溫度60分鐘，氫氣保護，使Sn-Pb合金熔化，并潤濕其它材料，產(chǎn)生部分合金；然后于800℃的溫度下燒結(jié)120分鐘，消除壓制時產(chǎn)生的加工硬化；再在模具中于10T/cm2的壓力下復(fù)壓；再于900℃下復(fù)燒60分鐘，氫氣保護，使QSn 6-6-3充分潤濕其它材料；然后于1200℃下燒結(jié)120分鐘，使GHL-6-2合金熔化，強化合金作用，緩冷出爐。
權(quán)利要求
1.一種鐵基粉未冶金減摩結(jié)構(gòu)材料，其特征是該材料的化學(xué)成分(重量％)為Sn 0.4～2.2％，Pb 0.4～2％，Cu 1.5～5％，Zn0.1～0.5％，S 0.2～0.8％，C 0.2～1％，Ni 0.75～3％，Mo 0.5～2％，Si 0.25～0.75％，Cr 0.25～0.75％，B0.25～0.75％，余量為Fe。
2.一種制備權(quán)利要求1所述的鐵基粉末冶金減摩結(jié)構(gòu)材料的方法，其特征是該方法按下列步驟進行a將(重量比％)Sn-Pb合金1～5％，QSn 6-6-32～8％，GHL-6-3合金1～4％，MoS21～3％，S0.4～1.2％，C0.2～1.2％，余為鐵的粉末混合，其中Sn-Pb合金的成分(重量％)為Sn 40～50％，余為Pb，QSn6-6-3成分為Sn 5～7％，Zn 5～7％，Pb 2～4％，余為Cu，GHL-6-2合金成分為Si 6.5～7％，Cr 9～10％，F(xiàn)e 6.5～7％，B 1.8～2.2％，余為Ni；b將混合后粉末于模具中壓制成形，壓力為4～6T/cm2；c于200～300℃的溫度下燒結(jié)30～60分鐘；d于700～800℃的溫度下燒結(jié)60～120分鐘；e于7～10T/cm2的壓力下壓制；f于800～900℃下燒結(jié)30～60分鐘；g于1000～1200℃下燒結(jié)60～120分鐘，緩冷出爐；上述各燒結(jié)步驟皆以氫氣或分解氨作保護氣氛。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵基粉末冶金減摩結(jié)構(gòu)材料及其制備方法,該材料含有Sn、Pb、Cu、Zn、S、C、Ni、Mo、Si、Cr、B、Fe等元素,其將一定量的Sn－Pb合金、QSn6－6－3、GHL－6－3合金、MoS
文檔編號C22C38/60GK1201075SQ98104729
公開日1998年12月9日 申請日期1998年1月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月23日
發(fā)明者陳剛, 苗毅, 李超 申請人:陳剛