本發明專利技術描述了包含鐵銅預制合金和銅粉的鐵基粉末冶金組合物。這些組合物在被壓實和燒結后，產生具有良好的尺寸一致性的壓坯。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及包括元素銅和鐵銅預制合金的鐵粉末冶金組合物，其允許以改進的尺寸精度進行燒結。
技術介紹
粉末冶金(PM)中，經常將元素銅粉與石墨粉一起加入到鐵粉中，以經濟有效的提高燒結PM鋼鐵壓坯的機械性能。通常情況下，添加約I. 5至約2. 5重量％的銅到混合物中以達到這些機械效益。·盡管銅具有優勢，但是它也容易在燒結體中引起不良的尺寸增長。壓實的部件之間大小的變化導致浪費和成本的增加。這種失真的程度取決于組合物中的元素銅的量的和PM混合物中銅的偏析的程度。同樣，石墨的添加在增加壓實部件的強度的同時，也容易對燒結體的尺寸特性有顯著的影響。考慮到鐵-銅-石墨合金易受影響的尺寸可變性，使用這樣的混合物生產具有高度尺寸精度的燒結件是困難的。圖I描述了基于合金重量,包含O到約2重量％的銅,基于合金重量,包含O. 6到約I重量％的石墨的鐵基合金的尺寸變化。從圖I中可以看出，對于各種石墨含量，那些含有大約I重量％的銅的鐵基合金保持有較好的尺寸控制。遺憾的是，對于大部分PM應用而言，包括I重量％的銅的合金是不夠的，并且沒有被廣泛使用。相反，包括約I. 5至約2. 5重量％，優選為2重量％的銅的合金被廣泛用于工業中。遺憾的是，正如從圖I中可以看出，對于不同的石墨含量，含有約I. 5和約2重量％的銅的合金不具有良好的尺寸控制。因此，需要包含銅和石墨同時又最大限度地減少尺寸變化的PM材料。
技術實現思路
本專利技術涉及粉末冶金組合物，該組合物包括鐵基冶金粉末；鐵銅預制合金，其中，按鐵銅預制合金的重量計，鐵銅預合金中銅的含量介于約2和10重量％之間；以及銅粉。也描述了由這些組合物制成的燒結的、壓實的部件。附圖說明圖I描述的是元素銅和石墨含量對Fe-Cu-C合金的尺寸變化的影響。圖2描述的是對三種不同的鐵-銅(I. 8重量％)-石墨混合物通過改變石墨含量觀察尺寸變化。圖3描述的是對三種不同的鐵-銅(2重量％ )_石墨混合物通過改變石墨含量觀察尺寸變化。圖4描述的是對粉末7A、8A和9A，壓實壓力和燒結密度的關系。具體實施例方式迄今已經發現包含銅粉末、優選元素銅粉末，和在PM組合物中作為銅來源的鐵銅預制合金的PM組合物，表現出良好的尺寸控制。此外，在具有不同石墨含量的組合物中，良好的尺寸控制得到保持。本專利技術涉及粉末冶金組合物,該組合物包括鐵基冶金粉末；鐵銅預制合金，其中基于鐵銅預制合金的重量，鐵銅預制合金中銅的含量介于約I和20重量％之間；以及銅粉。本專利技術的鐵基冶金粉末通常包括，按鐵基冶金粉末重量計，含有至少30重量％的鐵的鐵粉。按鐵基冶金粉末重量計，含有至少35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％的鐵和99重量％的鐵的鐵粉，也在本專利技術的保護范圍之內。·在本專利技術中使用的基本純的鐵粉是按重量計含有不超過約I. O重量％，優選不超過約O. 5重量％的正常雜質的鐵粉。這樣高度可壓縮、冶金級鐵粉的例子，為ANC0RSTEEL1000系列純鐵粉，例如1000、1000B和1000C,可從新澤西Riverton的Hoeganaes公司購得。例如，ANC0RSTEEL 1000鐵粉所具有的典型篩譜(screen profile)為約22重量％的粒子小于325號篩(US系列)和約10重量％的粒子大于100號篩，剩余的粒子介于這兩個尺寸之間(微量大于60號篩)。ANC0RSTEEL 1000粉末具有的松裝密度為約2. 85_3. OOg/cm3,通常為2. 94g/cm3。在本專利技術中使用的其他鐵粉是典型的海綿鐵粉,如Hoeganaes公司的ANCOR MH-100粉末和ANCORSTEEL AMH，這是一種霧化的低松裝密度的鐵粉。優選的是在本專利技術中使用的鐵粉不包括任何銅；然而，可能存在一些銅。例如，按鐵粉的重量計，本專利技術中使用的鐵粉可以含有最高約O. 25重量％的銅。按鐵粉的重量計，一些鐵粉可包含最高O. I重量％的銅。當術語“鐵銅預制合金”和“銅粉”在本文中使用時，鐵基粉末中存在的微量的銅在本專利技術的范圍內不被考慮作其來源。在本專利技術中使用的鐵基粉末的進一步的例子是擴散接合的鐵基粉末，所述粉末是基本純的鐵的粒子，其外表面上被擴散有一種或多種其他合金元素或金屬、如產鋼元素的層或涂層。制造這種粉末通常的工藝是將熔融的鐵霧化，然后將該霧化的粉末和合金粉末組合，并在爐中將該粉末混合物退火。這樣的市售粉末包括Hoeganaes公司的DISTAL0Y4600A擴散接合的粉末，其含有約I. 8%的鎳、約O. 55%的鑰、及約I. 6%的銅，和Hoeganaes公司的DISTALOY 4800A擴散接合的粉末，其含有約4. 05%的鎳、約O. 55%的鑰、及約I. 6%的銅。在那些使用包含銅的擴散接合的鐵基粉末的實施方式中，將存在于擴散接合的鐵粉中的銅的至少一部分當作“銅粉”的來源，當該術語在本文中所使用時，這是在本專利技術的范圍之內的。鐵基冶金粉末的粒子可以具有的平均粒徑為小至約5微米或高達約850至1000微米，但通常所述粒子具有的平均直徑在約10至500微米或約5至約400微米，或約5至約200微米的范圍內。平均粒徑的測量可以使用本領域中公知的激光衍射技術進行。在本專利技術的優選實施方式中，鐵銅預制合金和銅粉的組合會形成，按組合物的重量計，含有約O. 5至約2. 5重量％的銅，優選為I. 5至約2. 5重量％的銅的粉末冶金組合物。在其它實施方式中，鐵銅預制合金和銅粉的組合會形成，按組合物的重量計，含有約O. 5至約2. O重量％的銅的粉末冶金組合物。還是在其他實施方式中，鐵銅預制合金和銅粉的組合會形成，按組合物的重量計，含有約I至約2. O重量％的銅，優選為約I重量％的銅的粉末冶金組合物。仍然是其他實施例中，鐵銅預制合金和銅粉的組合會形成，按組合物的重量計，含有約I. 5至約2. O重量％的銅的粉末冶金組合物。優選的是鐵銅預制合金和銅粉的組合會形成，按組合物的重量計，含有約2至約2. 5重量％的銅的粉末冶金組合物。在本文中使用時，“鐵銅預制合金”是通過在熔 融狀態下合金化銅和鐵，而后將該熔融合金形成粉末，如通過水霧化和退火來生產粉末，由此制備的組合物。這種預制合金可以含有，按預制合金重量計，約I至約20重量％的銅。在優選的實施方式中，本專利技術的預制合金含有，按預制合金重量計，約I至約15重量％的銅。在其它實施方式中，本專利技術的預制合金含有，按預制合金重量計，約I至約10重量％的銅。還是在其他實施方式中，本專利技術的預制合金含有，按預制合金重量計，約I至約8重量％的銅。仍然在另一些實施方式中，本專利技術的預制合金含有，按預制合金重量計，約I至約5重量％的銅。優選的是鐵銅預制合金具有和鐵粉類似的粒子尺寸分布。例如，如果鐵基冶金粉末粒子的平均粒徑為約5至約200微米，鐵銅預制合金的粒子的平均粒徑也為約5至約200微米。可以使用本領域中公知的激光衍射技術進行平均粒徑的測量。在本文中使用時，“銅粉”指的是本領域中公知的并且是可從商業來源購得的元素銅粉。將本專利技術的銅粉混合到本專利技術的粉末冶金組合物中，而且不旨在使所述銅粉含有在本專利技術中使用的鐵基粉末中可能固有存在的任何銅。在本專利技術中使用本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：布魯斯·林斯利，
申請(專利權)人：赫格納斯公司，
類型：
國別省市：
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