一種抗拉強度高鐵基粉末冶金鍛造汽車連桿及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及粉末冶金技術領域，尤其涉及一種抗拉強度高鐵基粉末冶金鍛造汽車連桿及其制備方法。
【背景技術】
[0002]在粉末冶金零件的生產中如何在盡可能最低的生產成本下，達到盡量較高的密度，如何生產出由于縱橫比大表面面積難以脫模的復雜形狀粉末冶金零件，怎樣才能使生坯的強度較高，增高現有壓機的能力與生產率，這些都急需較好的潤滑劑。
[0003]二次壓制/ 二次燒結(DP/DS)與粉末鍛造之類的工藝都是眾所周知的，這類工藝可以使零件的密度達到7.4?7.5g*cm3或接近全密度。可是，這些工藝的生產費用都十分昂貴。另一方面，一次壓制一次燒結和二次壓制二次燒結相比，雖可顯著減小生產成本，但致密化受到較多限制。對于含有常規潤滑劑(諸如蠟、金屬硬脂酸鹽或二種潤滑劑的混合物)的混合粉的冷壓制，一般可達到的生坯密度不高于7.2g*cm3。密度取決于基粉的壓縮性，添加的添加劑與潤滑劑的數量，零件的幾何形狀與高度，以及壓制的狀況。
[0004]為了用一次壓制的方法加強致密化，近年來，一直進行了各種嘗試。溫壓與模壁潤滑壓制都是為增高生坯密度而開發的壓制工藝的二個例子。用這二種工藝可達到的密度范圍為7.25?7.50g*cm_3。溫壓是由在加熱的陰模中壓制預熱的粉末混合粉組成。溫壓一般需要用專門為之設計的潤滑劑與粘結劑。特別是，有機物必須能承受在預熱粉末與壓制時遭受的溫度(一般130?150°C之間)。零件的致密化一般都受到混合粉內部的潤滑劑含有量的限制。模壁潤滑技術由于可減小內部潤滑劑的含有量，就很有可能達到高的密度。在將粉末裝入陰模中之前，將一種外部潤滑劑噴涂于陰模壁上，可使零件易于壓制與脫出。設計的這二種方法都是替代二次壓制二次燒結與粉末鍛造的低成本工藝。盡管如此，即使是有大量論文確認溫壓與模壁潤滑的潛力大，但他們在粉末冶金產業中的用途仍十分有限。這很可能是因為在工業與生產的條件下，他們都比常規的壓制工藝復雜得多。
[0005]雖然各種潤滑劑解決了一定的零件致密化、脫模的問題，但是零件的性能還是不能和鑄造相比，存在空隙多，脆性大，強度低的問題，還需要提高性能。
【發明內容】
[0006]本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種抗拉強度高鐵基粉末冶金鍛造汽車連桿及其制備方法。
[0007]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種抗拉強度高鐵基粉末冶金鍛造汽車連桿，由下列重量份的原料制成:鐵粉90-91、鉬粉2.5-2.8、硝酸鑭1.2-1.3、硼氫化鈉0.5-0.6、納米銅粉1.3-1.4、硬脂酸鋅0.3-0.4、硅燒偶聯劑kh550適量、納米二硫化媽適量、聚乙二醇適量、去離子水適量。
[0008]根據權利要求1所述抗拉強度高鐵基粉末冶金鍛造汽車連桿的制備方法，包括以下步驟: (1)制作水霧化鐵粉冷卻液，將聚乙二醇按0.3-0.4wt%W入去離子水中，再加入2-2.5wt%納米二硫化鎢，攪拌均勻，得到冷卻液；
(2)將鐵粉、鉬粉混合，再加入混合物的0.6-0.8wt%納米二硫化鎢，送入熔爐中熔化，再將熔化后的合金液繼續加熱至過熱48-52°C，然后注入中間包中，再進行高壓霧化處理，噴入第(1)步得到的冷卻液中，攪拌至60°C以下再加入0.8-0.9wt%的硅烷偶聯劑kh550，攪拌均勻，經沉淀、過濾，干燥，得到粉末；
(3)將第(2)步得到的粉末與其他剩余成分混合，進行球磨、成形、壓制、燒結、精整加工，得到坯料；
(4)將坯料進行鍛造，鍛造壓力為558-560Mpa，鍛造溫度為1010-1020°C，即得。
[0009]本發明的優點是:本發明通過在制作水霧化粉末時使用納米二硫化鎢，使得粉末的分散性好、潤滑性好，減少了潤滑劑的用量，提高了生坯的密度，而且成品的空隙少，大大提高了合金的強度，降低了鍛造壓力和溫度，節約了能源，易鍛造成型，鍛造后韌性提高多，而且脫模性好。通過使用硝酸鑭、硼氫化鈉、納米銅粉，提高了生坯的致密性，提高了還原性，使得合金的組織更加致密，減少孔隙，提高了抗拉強度和表面硬度。
【具體實施方式】
[0010]一種抗拉強度高鐵基粉末冶金鍛造汽車連桿，由下列重量份(公斤)的原料制成:鐵粉91、鉬粉2.6、硝酸鑭1.2、硼氫化鈉0.5、納米銅粉1.3、硬脂酸鋅0.3、硅烷偶聯劑kh550適量、納米二硫化媽適量、聚乙二醇適量、去離子水適量。
[0011]根據權利要求1所述抗拉強度高鐵基粉末冶金鍛造汽車連桿的制備方法，包括以下步驟:
(1)制作水霧化鐵粉冷卻液，將聚乙二醇按0.3wt%加入去離子水中，再加入2.3wt%納米二硫化鎢，攪拌均勻，得到冷卻液；
(2)將鐵粉、鉬粉混合，再加入混合物的0.7wt%納米二硫化鎢，送入熔爐中熔化，再將熔化后的合金液繼續加熱至過熱50°C，然后注入中間包中，再進行高壓霧化處理，噴入第(1)步得到的冷卻液中，攪拌至60°C再加入0.8wt%的硅烷偶聯劑kh550，攪拌均勻，經沉淀、過濾，干燥，得到粉末；
(3)將第(2)步得到的粉末與其他剩余成分混合，進行球磨、成形、壓制、燒結、精整加工，得到坯料；
(4)將坯料進行鍛造，鍛造壓力為560Mpa，鍛造溫度為1015°C，即得。
[0012]實驗數據:
制作10 mm園柱體試樣，經檢測生坯密度為7.5g /cm3，滑動系數為0.78，凈壓力51tsi，總壓力損耗14tsi，滑動剪切應力比單獨使用硬脂酸鋅減小了 48%，說明脫出性好；燒結致密度為99.6%，抗拉強度達到769MPa，硬度達到98HRB，沖擊功達到25J。
【主權項】
1.一種抗拉強度高鐵基粉末冶金鍛造汽車連桿，其特征在于由下列重量份的原料制成:鐵粉90-91、鉬粉2.5-2.8、硝酸鑭1.2-1.3、硼氫化鈉0.5-0.6、納米銅粉1.3-1.4、硬脂酸鋅0.3-0.4、娃燒偶聯劑kh550適量、納米二硫化媽適量、聚乙二醇適量、去離子水適量。2.根據權利要求1所述抗拉強度高鐵基粉末冶金鍛造汽車連桿的制備方法，其特征在于包括以下步驟: Cl)制作水霧化鐵粉冷卻液，將聚乙二醇按0.3-0.4wt%W入去離子水中，再加入2-2.5wt%納米二硫化鎢，攪拌均勻，得到冷卻液； (2)將鐵粉、鉬粉混合，再加入混合物的0.6-0.8wt%納米二硫化鎢，送入熔爐中熔化，再將熔化后的合金液繼續加熱至過熱48-52°C，然后注入中間包中，再進行高壓霧化處理，噴入第(I)步得到的冷卻液中，攪拌至60°C以下再加入0.8-0.9wt%的硅烷偶聯劑kh550，攪拌均勻，經沉淀、過濾，干燥，得到粉末； (3)將第(2)步得到的粉末與其他剩余成分混合，進行球磨、成形、壓制、燒結、精整加工，得到坯料； (4)將坯料進行鍛造，鍛造壓力為558-560Mpa，鍛造溫度為1010-1020°C，即得。
【專利摘要】一種抗拉強度高鐵基粉末冶金鍛造汽車連桿，由下列重量份的原料制成：鐵粉90-91、鉬粉2.5-2.8、硝酸鑭1.2-1.3、硼氫化鈉0.5-0.6、納米銅粉1.3-1.4、硬脂酸鋅0.3-0.4、硅烷偶聯劑kh550適量、納米二硫化鎢適量、聚乙二醇適量、去離子水適量。本發明通過在制作水霧化粉末時使用納米二硫化鎢，使得粉末的分散性好、潤滑性好，減少了潤滑劑的用量，提高了生坯的密度，而且成品的空隙少，大大提高了合金的強度，降低了鍛造壓力和溫度，節約了能源。通過使用硝酸鑭、硼氫化鈉、納米銅粉，提高了生坯的致密性，提高了還原性，使得合金的組織更加致密，減少孔隙，提高了抗拉強度和表面硬度。
【IPC分類】B22F1/00, B22F9/08, B22F3/17
【公開號】CN105328194
【申請號】CN201510682458
【發明人】馬聰, 李學峰
【申請人】馬聰
【公開日】2016年2月17日
【申請日】2015年10月21日