CN112548090A - 一种高温合金零件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温合金零件的制备方法，先称取如下原料：电解铜粉、铁粉、氮化铝粉、锰铁矿粉、氧化铝、铬粉、氟化钙粉、氮化硼陶瓷粉、二氧化硅、二硫化钼、三甲硅基甲基膦酸二甲酯、丙烯酰胺、硬脂酸锌、玻璃微珠、铝酸醋偶联剂、片状石墨粉、碳化钨粉；将各原料加入到搅拌机内搅拌均匀后装入模具，压制成坯；将压坯放在烧结炉中烧结；将烧结后的压坯送入蒸汽处理炉中，蒸汽处理，再回火后冷却，取出后经过磨削加工即得高温合金零件。本发明方法加工容易，能够较好地确保粉末冶金零件的形状和尺寸精度，制得的高温合金零件能提高零件的耐高温性能，且该零件的耐磨性能良好、使用寿命长、生产成本低、抗压能力强。
Description
技术领域
本发明涉及一种高温合金零件的制备方法。
技术背景
高温合金是指能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，又被称为“超合金，”主要应用于航空航天领域和能源领域。传统铸造方法和机械加工方法工艺复杂，质量稳定性较差，费料，且无法制备复杂零件。而粉末冶金不受熔炼限制，既可以加入合金成分，也可以加入其它结构组分，并且在相当大的范围内根据要求进行调整，进而在力学性能上能达到与零件匹配的效果。粉末冶金机械化程度高，既能减少人员，又能提高效率，进而节约成本。粉末冶金技术能取代传统的制造工艺，为广大传统企业节约成本。所以本发明通过优化的原料组合，合理设置配比和生产工艺，设计出一种新的粉末冶金工艺，从而制得高硬度、抗疲劳和断裂性能的高温合金零件。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种高温合金零件的制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种高温合金零件的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1、按重量份称取如下原料：电解铜粉140-200份、铁粉60-90份、氮化铝粉10-20份、锰铁矿粉8-15份、氧化铝2-8份、铬粉4-9份、氟化钙粉5-15份、氮化硼陶瓷粉20-30份、二氧化硅2-7份、二硫化钼5-9份、三甲硅基甲基膦酸二甲酯12-15份、丙烯酰胺2-4份、硬脂酸锌2-5份、玻璃微珠10-20份、铝酸醋偶联剂10-14份、片状石墨粉15-25份、碳化钨粉5-9份；
步骤2、先将电解铜粉、铁粉、铝酸醋偶联剂投入搅拌机内搅拌2-5分钟，再将其余的料投入，在55-65℃下混合搅拌60-90分钟后，装入模具，在580-590Mpa下压制成坯；
步骤3、将压坯放在烧结炉中，以100-120℃/小时速率升温至500-600℃条件下烧结2-3小时；然后以120-150℃/小时速率升温至800-900℃条件下烧结1-2小时；再100-120℃/小时速率升温至1050-1150℃条件下烧结2-3小时；再以300-360℃/小时速率降温至250-280℃条件下，保温2-3小时；
步骤4、将压坯送入蒸汽处理炉中，在550-640℃下蒸汽处理40-50分钟后取出；
步骤5、在200-250℃下保温2-3小时，取出放入0℃冰水中，冷却至室温；
步骤6、经过磨削加工即得高温合金零件。
进一步，按重量份称取如下原料：电解铜粉200份、铁粉90份、氮化铝粉20份、锰铁矿粉15份、氧化铝8份、铬粉9份、氟化钙粉15份、氮化硼陶瓷粉30份、二氧化硅7份、二硫化钼9份、三甲硅基甲基膦酸二甲酯15份、丙烯酰胺4份、硬脂酸锌5份、玻璃微珠20份、铝酸醋偶联剂14份、片状石墨粉25份、碳化钨粉9份。
进一步，所述原料中的各固体在进入步骤2前分别经过粉碎研磨，研磨后得到粒径为50-150μm的粉末。
进一步，所述步骤4中在蒸汽处理的温度为550-640℃。
进一步，所述步骤2中压制压力为580-590Mpa。
本发明具有以下有益效果：本发明方法加工容易，能够较好地确保粉末冶金零件的形状和尺寸精度，制得的高温合金零件能提高零件的耐高温性能，且该零件的耐磨性能良好、使用寿命长、生产成本低、抗压能力强。
具体实施方式
实施例1
一种高温合金零件的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1、按重量份称取如下原料：电解铜粉140份、铁粉60份、氮化铝粉10份、锰铁矿粉8份、氧化铝2份、铬粉4-9份、氟化钙粉5份、氮化硼陶瓷粉20份、二氧化硅2份、二硫化钼5份、三甲硅基甲基膦酸二甲酯12份、丙烯酰胺2份、硬脂酸锌2份、玻璃微珠10份、铝酸醋偶联剂10份、片状石墨粉15份、碳化钨粉5份，将上述原料中的各固体分别经过粉碎研磨，研磨后得到粒径为50-150μm的粉末；
步骤2、先将电解铜粉、铁粉、铝酸醋偶联剂投入搅拌机内搅拌2分钟，再将其余的料投入，在55℃下混合搅拌60分钟后，装入模具，在580Mpa下压制成坯；
步骤3、将压坯放在烧结炉中，以100℃/小时速率升温至500℃条件下烧结2小时；然后以120℃/小时速率升温至800℃条件下烧结1小时；再100℃/小时速率升温至1050℃条件下烧结2小时；再以300℃/小时速率降温至250℃条件下，保温2小时；
步骤4、将压坯送入蒸汽处理炉中，在550℃下蒸汽处理40分钟后取出；
步骤5、在200℃下保温2小时，取出放入0℃冰水中，冷却至室温；
步骤6、经过磨削加工即得高温合金零件。
实施例2
一种高温合金零件的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1、按重量份称取如下原料：电解铜粉170份、铁粉70份、氮化铝粉15份、锰铁矿粉12份、氧化铝5份、铬粉7份、氟化钙粉10份、氮化硼陶瓷粉25份、二氧化硅5份、二硫化钼7份、三甲硅基甲基膦酸二甲酯13份、丙烯酰胺3份、硬脂酸锌4份、玻璃微珠15份、铝酸醋偶联剂12份、片状石墨粉20份、碳化钨粉7份，将上述原料中的各固体分别经过粉碎研磨，研磨后得到粒径为50-150μm的粉末；
步骤2、先将电解铜粉、铁粉、铝酸醋偶联剂投入搅拌机内搅拌4分钟，再将其余的料投入，在60℃下混合搅拌70分钟后，装入模具，在585Mpa下压制成坯；
步骤3、将压坯放在烧结炉中，以110℃/小时速率升温至550℃条件下烧结2.5小时；然后以132℃/小时速率升温至850℃条件下烧结1-2小时；再108℃/小时速率升温至1100℃条件下烧结2.5小时；再以330℃/小时速率降温至270℃条件下，保温2.5小时；
步骤4、将压坯送入蒸汽处理炉中，在600℃下蒸汽处理45分钟后取出；
步骤5、在230℃下保温2.5小时，取出放入0℃冰水中，冷却至室温；
步骤6、经过磨削加工即得高温合金零件。
实施例3
一种高温合金零件的制备方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1、按重量份称取如下原料：电解铜粉200份、铁粉90份、氮化铝粉20份、锰铁矿粉15份、氧化铝8份、铬粉9份、氟化钙粉15份、氮化硼陶瓷粉30份、二氧化硅7份、二硫化钼9份、三甲硅基甲基膦酸二甲酯15份、丙烯酰胺4份、硬脂酸锌5份、玻璃微珠20份、铝酸醋偶联剂14份、片状石墨粉25份、碳化钨粉9份，将上述原料中的各固体分别经过粉碎研磨，研磨后得到粒径为50-150μm的粉末；
步骤2、先将电解铜粉、铁粉、铝酸醋偶联剂投入搅拌机内搅拌5分钟，再将其余的料投入，在65℃下混合搅拌90分钟后，装入模具，在590Mpa下压制成坯；
步骤3、将压坯放在烧结炉中，以120℃/小时速率升温至600℃条件下烧结3小时；然后以150℃/小时速率升温至900℃条件下烧结2小时；再120℃/小时速率升温至1150℃条件下烧结3小时；再以360℃/小时速率降温至280℃条件下，保温3小时；
步骤4、将压坯送入蒸汽处理炉中，在640℃下蒸汽处理50分钟后取出；
步骤5、在250℃下保温3小时，取出放入0℃冰水中，冷却至室温；
步骤6、经过磨削加工即得高温合金零件。
Claims (5)
1.一种高温合金零件的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
步骤1、按重量份称取如下原料：电解铜粉140-200份、铁粉60-90份、氮化铝粉10-20份、锰铁矿粉8-15份、氧化铝2-8份、铬粉4-9份、氟化钙粉5-15份、氮化硼陶瓷粉20-30份、二氧化硅2-7份、二硫化钼5-9份、三甲硅基甲基膦酸二甲酯12-15份、丙烯酰胺2-4份、硬脂酸锌2-5份、玻璃微珠10-20份、铝酸醋偶联剂10-14份、片状石墨粉15-25份、碳化钨粉5-9份；
步骤2、先将电解铜粉、铁粉、铝酸醋偶联剂投入搅拌机内搅拌2-5分钟，再将其余的料投入，在55-65℃下混合搅拌60-90分钟后，装入模具，压制成坯；
步骤3、将压坯放在烧结炉中，以100-120℃/小时速率升温至500-600℃条件下烧结2-3小时；然后以120-150℃/小时速率升温至800-900℃条件下烧结1-2小时；再100-120℃/小时速率升温至1050-1150℃条件下烧结2-3小时；再以300-360℃/小时速率降温至250-280℃条件下，保温2-3小时；
步骤4、将压坯送入蒸汽处理炉中，蒸汽处理40-50分钟后取出；
步骤5、在200-250℃下保温2-3小时，取出放入0℃冰水中，冷却至室温；
步骤6、经过磨削加工即得高温合金零件。
2.根据权利要求1所述的一种高温合金零件的制备方法，其特征在于：按重量份称取如下原料：电解铜粉200份、铁粉90份、氮化铝粉20份、锰铁矿粉15份、氧化铝8份、铬粉9份、氟化钙粉15份、氮化硼陶瓷粉30份、二氧化硅7份、二硫化钼9份、三甲硅基甲基膦酸二甲酯15份、丙烯酰胺4份、硬脂酸锌5份、玻璃微珠20份、铝酸醋偶联剂14份、片状石墨粉25份、碳化钨粉9份。
3.根据权利要求1所述的一种高温合金零件的制备方法，其特征在于：所述原料中的各固体在进入步骤2前分别经过粉碎研磨，研磨后得到粒径为50-150μm的粉末。
4.根据权利要求1所述的一种高温合金零件的制备方法，其特征在于：所述步骤4中在蒸汽处理的温度为550-640℃。
5.根据权利要求1所述的一种高温合金零件的制备方法，其特征在于：所述步骤2中压制压力为580-590Mpa。
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2020
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