专利名称：一种陶瓷结合剂粉末冶金机械零件的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种粉末冶金机械零件加工技术，特别涉及一种陶瓷结合剂粉末冶金机械零件的制备方法。
背景技术：
粉末冶金机械零件是指用粉末冶金法制造的机械结构零件、滑动轴承及摩擦材料等制品，这种零件在机械制造工业中应用十分广泛，特别在家电、汽车、农机、工程机械、通用机械等行业。用粉末冶金方法制造零件与常规的铸、锻、切削加工制造同样的零件相比， 具有少、无切削加工、节能、节材、无环境污染、成本低、高效等特点，能生产具有特殊性能和其它工艺难以生产或无法生产的材料和制品。陶瓷结构零件由于其硬度大、耐磨性能好、重量轻、耐热性能好，广泛应用在工业生产中，但存在冲击性能差等不足。如果将粉末冶金机械零件与陶瓷结构零件的性能进行复合，并且在很低的温度下制造，将为新型复合材料提供更加优选的制备方法。在技术层面讲，陶瓷结合剂粉末冶金机械结构零件可以延伸粉末冶金机械零件应用范围，改善零件耐高温、耐磨削等综合性能，具有更加广阔的发展空间。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种陶瓷结合剂粉末冶金机械零件的制备方法，该方法具有工艺简单，操作方便，所制备零件耐高温、耐磨削、无需高温烧结的特点，特别适合复杂形状零件的制备。为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是一种陶瓷结合剂粉末冶金机械零件的制备方法，包括以下步骤第一步，配料原材料成分及重量比如下；100目还原铁粉40% -60%,325目天然鳞片石墨粉末0. 5-1%UOO目超低温陶瓷结合剂36. 5% -56%UOO目二氧化锆2-2. 5%、工业用水玻璃0.5%。第二步，混料将按照第一步配成的原料置入“Y”型混料机中，先将工业用水玻璃与还原铁粉混合后，依次加入其余成分，混料时间为45-60分钟。第三步，筛料用80目筛网过筛第二步的混料。第四步成型在模具60-80°C情况下，将过筛的混料按2. 5-3. 5T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为5. 0-5. 5g/cm3。第五步，保温将零件毛坯放置在烘箱中，烘箱温度设为40-60°C，保温时间设为 50-70分钟。第六步，固化1、将保温后的零件放置在烘箱中，升温速度设为0. 5-l°C /分钟，加热到80-90°C， 保温4-5小时；2、升温速度设为0. 5-rC /分钟，加热到90_100°C，保温10小时；
3、升温速度设为0.5-l°C/分钟，加热到180-200°C，关闭电源随炉冷却，自然降温到50-60°C，零件出炉。第七步根据零件设计要求，采用磨床对零件进行几何尺寸和表面光洁度精加工， 使其达到设计要求即可。所述工业用玻璃水成分及重量比为10%的硅酸钠水溶液。由于本发明采用了陶瓷结合剂材料和超低温固化技术方案，能够在低温工艺条件下方便的进行常温表面硬度为HRA80-100，在1000°C下压溃强度为200_240MPa，摩擦系数 (有润滑介质)为0. 02-0. 03的成型零件，用该方法制备的零件少切削、节能节材、无污染、 成本低、效率高。
具体实施例方式实施例1本实施例的生产工艺是这样实现的第一步，配料原材料成分及重量比如下100目还原铁粉40%、325目天然鳞片石墨粉末1 %、100目超低温陶瓷结合剂 56%、100目二氧化锆2. 5%、工业用水玻璃0. 5% ；第二步，混料将按照第一步配成的原料IOOKg置入“Y”型混料机中，先将工业用水玻璃与还原铁粉混合后，依次加入其余成分，混料时间为45分钟；第三步，筛料用80目筛网过筛第二步的混料；第四步，成型在模具60°C情况下，将过筛的混料按2. 5T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为5. Og/cm3。第五步，保温将零件毛坯放置在烘箱中，烘箱温度设为40°C，保温时间设为50分钟；第六步，固化1、将保温后的零件放置在烘箱中，升温速度设为0. 5°C /分钟，加热到80°C，保温 4小时；2、升温速度设为0. 5°C /分钟，加热到90°C，保温10小时；3、升温速度设为0.5°C /分钟，加热到180°C，关闭电源随炉冷却，自然降温到 50°C，零件出炉；第七步根据零件设计要求，采用磨床对零件进行几何尺寸和表面光洁度精加工， 使其达到设计要求即可。测试评价本实例结果，常温表面硬度HRA90-100 ；在1000°C下，压溃强度MOMPa， 摩擦系数(有润滑介质)0. 03。实施例2本实施例的生产工艺是这样实现的，包括以下步骤第一步，配料原材料成分及重量比如下100目还原铁粉50%、325目天然鳞片石墨粉末0. 7%、100目超低温陶瓷结合剂 46. 5% UOO目二氧化锆2.3%、质量浓度10%的硅酸钠水溶液0.5% ；第二步，混料将按照第一步配成的原料IOOKg置入“Y”型混料机中，先将工业用水玻璃与还原铁粉混合后，依次加入其余成分，混料时间为50分钟；第三步，筛料用80目筛网过筛第二步的混料；第四步，成型在模具80°C情况下，将过筛的混料按3. 5T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为5. 3g/cm3 ；第五步，保温将零件毛坯放置在烘箱中，烘箱温度设为60°C，保温时间设为60分钟；第六步，固化1、将保温后的零件放置在烘箱中，升温速度设为1°C /分钟，加热到80°C，保温4 小时；2、升温速度设为0. 5°C /分钟，加热到90°C，保温10小时；3、升温速度设为0.5°C /分钟，加热到200°C，关闭电源随炉冷却，自然降温到 60°C，零件出炉；第七步根据零件设计要求，采用磨床对零件进行几何尺寸和表面光洁度精加工， 使其达到设计要求即可。测试评价本实例结果，常温表面硬度HRA85-95 ；在1000°C下，压溃强度220MPa，摩擦系数(有润滑介质)0. 025.实施例3本实施例的生产工艺是这样实现的，包括以下步骤第一步，配料原材料成分及重量比如下100目还原铁粉60%、325目天然鳞片石墨粉末1 %、100目超低温陶瓷结合剂 36. 5%%,100目二氧化锆2%、质量浓度10%的硅酸钠水溶液0.5% ；第二步，混料将按照第一步配成的原料IOOKg置入“Y”型混料机中，先将工业用水玻璃与还原铁粉混合后，依次加入其余成分，混料时间为60分钟；第三步，筛料用80目筛网过筛第二步的混料；第四步，成型在模具80°C情况下，将过筛的混料按3. 5T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为5. 5g/cm3 ；第五步，保温将零件毛坯放置在烘箱中，烘箱温度设为60°C，保温时间设为70分钟；第六步，固化1、将保温后的零件放置在烘箱中，升温速度设为1°C /分钟，加热到90°C，保温5 小时；2、升温速度设为1°C /分钟，加热到100°C，保温10小时；3、升温速度设为1°C /分钟，加热到200°C，关闭电源随炉冷却，自然降温到60°C，
零件出炉；第七步根据零件设计要求，采用磨床对零件进行几何尺寸和表面光洁度精加工， 使其达到设计要求即可。测试评价本实例结果，常温表面硬度HRA80-90 ；在1000°C下，压溃强度200MPa，摩擦系数(有润滑介质)0. 02.综合评价三个实例的结果，均能够满足产品技术要求，但从综合性能指标及生产实际来考虑，第二个实例例的效果最佳。
权利要求
1. 一种陶瓷结合剂粉末冶金机械零件的制备方法，其特征在于包括以下步骤第一步，配料原材料成分及重量比如下；100目还原铁粉40%-60%、325目天然鳞片石墨粉末0. 5-1% UOO目超低温陶瓷结合剂36. 5% -56% UOO目二氧化锆2-2. 5%、工业用水玻璃0. 5% ；第二步，混料将按照第一步配成的原料置入“Y”型混料机中，先将工业用水玻璃与还原铁粉混合后，依次加入其余成分，混料时间为45-60分钟；第三步，筛料用80目筛网过筛第二步的混料；第四步，成型在模具60-80°C情况下，将过筛的混料按2. 5-3. 5T/cm2压力，进行零件毛坯成型，密度为5. 0-5. 5g/cm3 ；第五步，保温将零件毛坯放置在烘箱中，烘箱温度设为40-60°C，保温时间设为50-70 分钟；第六步，固化1、将保温后的零件放置在烘箱中，升温速度设为0.5-l°C /分钟，加热到80-90°C，保温 4-5小时；2、升温速度设为0.5-1 °C /分钟，加热到90-100°C，保温10小时；3、升温速度设为0.5-rC /分钟，加热到180-200°C，关闭电源随炉冷却，自然降温到 50-60°C，零件出炉；第七步根据零件设计要求，采用磨床对零件进行几何尺寸和表面光洁度精加工，使其达到设计要求即可。
2.根据权利要求1所述的一种陶瓷结合剂粉末冶金机械零件的制备方法，其特征在于所述工业用玻璃水成分及重量比如下10%的硅酸钠水溶液。
全文摘要
一种陶瓷结合剂粉末冶金机械零件的制备方法，包括配料、混料、筛料、成型、保温、加热以及对零件进行几何尺寸和表面光洁度精加工等步骤；所述零件的材料和成分重量比为还原铁粉40％-60％、天然鳞片石墨粉末0.5-1％、超低温陶瓷结合剂36.5％-56％、二氧化锆2-2.5％、工业用水玻璃0.5％；该方法能够在低温工艺条件下方便的进行成型常温表面硬度为HRA80-100，1000℃下压溃强度为200-240MPa，摩擦系数(有润滑介质)为0.02-0.03的零件，具有工艺简单、操作方便、无污染、成本低、效率高的特点。
文档编号B22F3/02GK102240804SQ20111017400
公开日2011年11月16日 申请日期2011年6月28日 优先权日2011年6月28日
发明者张亮, 张江学, 杨聪斌, 林育阳, 王留永, 谢谦, 贠月婷, 赵宇 申请人:陕西华夏粉末冶金有限责任公司