專(zhuān)利名稱(chēng)：挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及新材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
粉末冶金是一種節(jié)材、省能、質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉、無(wú)污染，適合于大批量生產(chǎn)的少無(wú)切削、高效金屬成形工藝，在汽車(chē)、摩托車(chē)、家用電器、電動(dòng)工具、紡織機(jī)械、復(fù)印機(jī)等辦公機(jī)械中得到了廣泛應(yīng)用。隨著粉末冶金技術(shù)的不斷發(fā)展，粉末冶金的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。由于工程機(jī)械工作環(huán)境比較惡劣，粉末冶金在此領(lǐng)域尚未批量應(yīng)用。球鉸作為挖掘機(jī)轉(zhuǎn)向控 制系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件，目前球鉸的制造一般是采用機(jī)械加工(由棒料通過(guò)車(chē)、鏜孔、拉孔加工而成)的方法，因?yàn)榍蜚q需要有高耐磨性，加工采用的材料往往強(qiáng)度較大，且球鉸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工起來(lái)難度大，材料利用率低，加工成本高；而目前市場(chǎng)上用粉末冶金工藝得到的產(chǎn)品強(qiáng)度及耐磨性往往達(dá)不到球鉸的要求。為適應(yīng)市場(chǎng)要求，滿(mǎn)足客戶(hù)需求，擴(kuò)大粉末冶金的應(yīng)用領(lǐng)域，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，將挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸的研制作為一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行攻關(guān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種具有高硬度、高耐磨性的且加工工藝簡(jiǎn)單的挖掘機(jī)用球鉸的制造方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為一種挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸的制造方法，包括以下步驟第一步、配料均勻混合將包含有合金粉末、潤(rùn)滑劑、石墨粉和微量稀土的配料均勻混合，其中合金粉末的重量百分配比包括1. 5-5. 0%的Cu，0. 2-0. 8%的C，0. 5-3. 0%的Ni, I. 0-2. 0%的 Mo，0. 1-0. 5%的 CeO2，余量為 Fe ；第二步、溫壓成形采用溫壓一次成形工藝，將上述混合均勻的配料送入壓機(jī)料斗中并通過(guò)溫壓加熱裝置加熱到一定溫度，再進(jìn)入模具的型腔內(nèi)進(jìn)行壓制；第三步、高溫?zé)Y(jié)將上述壓制成形的壓坯裝入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)；第四步、精整將上述燒結(jié)后的壓坯放入精整模具中加壓校正；第五步、熱處理將上述精整后的壓坯先在一定溫度下進(jìn)行碳氮共滲，再升溫?zé)崽幚恚筮M(jìn)行油冷，再清洗、回火。作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，第一步中所述合金粉末還包括重量配比為0. 05-0. 3 % 的 Mn 和 0. 3-0. 6 % 的 P。作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，第一步中所述合金粉末的重量百分配比為Cu 為 2. 5%, C 為 0. 7%, Ni 為 1%, Mo 為 I. 5%，CeO2 為 0. 2%, Mn 為 0. 2%, P 為 0. 45%,
余量為Fe。作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，第三步中所述預(yù)熱溫度為750°C，正燒結(jié)溫度為 1150。。。
作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，第三步中所述的燒結(jié)爐為網(wǎng)帶燒結(jié)爐，采用氫氣和氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣氛。作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，第二步中溫壓時(shí)的加熱溫度為130°C。
作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，第五步中進(jìn)行碳氮共滲的溫度為820°C，然后再將溫度提高為860°C進(jìn)行熱處理，熱處理的時(shí)間為90分鐘。以及根據(jù)上面任何一個(gè)方法得到的挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸。在配料中添加潤(rùn)滑劑是使粉末易于流動(dòng)，提高松裝密度，減少壓制時(shí)模具磨損，添加Cu起耐蝕作用，添加C、Mo和CeO2可以提高球鉸強(qiáng)度和耐磨性石墨粉以及微量稀土是為了提高燒結(jié)和熱處理制品的物理機(jī)械性能。本發(fā)明在合金粉末中添加的Cu起耐蝕作用，添加的C、Ni、Mo、CeO2, Mn、P能提高球鉸強(qiáng)度和耐磨性；在壓制時(shí)采用溫壓一次壓制成形工藝。通過(guò)溫壓加熱裝置，將粉料加熱到130°C，粉末塑性提高，壓制力降低，這樣可以提高球R各處的密度及均勻性，從而進(jìn)一步提高強(qiáng)度、耐磨性和精度；產(chǎn)品燒結(jié)后，通過(guò)碳氮共滲的工藝進(jìn)行熱處理后，基體材質(zhì)的強(qiáng)度、耐磨性得到進(jìn)一步提高；采用本發(fā)明的粉末冶金成型工藝生產(chǎn)球鉸，與機(jī)械加工零件由棒料通過(guò)車(chē)、鏜孔、拉孔加工而成相比可節(jié)約材料55%，且耐磨性提高了 20%。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :本挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸的制造方法包括以下步驟I)配料均勻混合將合金粉末和潤(rùn)滑劑、石墨粉、微量稀土等混合均勻，混合采用雙錐型數(shù)控混料機(jī)，制造商浙江南方設(shè)備制造廠，型號(hào)zxs ;其中合金粉末的重量百分配比為Cu 2. 5%, C 0. 7%, Ni 1%, Mo I. 5%, CeO2 0. 2%, MnO. 2%, P 0. 45%，余量為 Fe。2)溫壓成形在壓制時(shí)采用溫壓一次壓制成形工藝。把混合好的鐵粉送入壓機(jī)料斗中并通過(guò)溫壓加熱裝置，制造商臺(tái)灣昌輝，型號(hào)QX-120，將粉料加熱到130°C，再通過(guò)加粉盒進(jìn)入模具的型腔內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)壓制，壓制的速度每分鐘8件，然后再通過(guò)收料盤(pán)將產(chǎn)品裝入專(zhuān)用擺放盒內(nèi)。3)高溫?zé)Y(jié)采用美國(guó)GASARRE程控?zé)Y(jié)爐，壓制成形的壓坯從進(jìn)料口進(jìn)入用不銹鋼網(wǎng)帶輸送，由出料口出料需要時(shí)間為4小時(shí)，電加熱預(yù)熱溫度為750°C，正燒結(jié)溫度為1150°C，爐膛內(nèi)用氫氣和氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣氛，其目的為氫氣還原鐵基產(chǎn)品中的氧，氮?dú)庾鞅Ｗo(hù)氣氛用，使產(chǎn)品不被氧化。4)精整將燒結(jié)后的壓坯放入精整模具中加壓以使尺寸得到校正。精整機(jī)床為美國(guó)GASARRE 200T精整機(jī)，配有高精度的浮動(dòng)式精整模架，確保整形產(chǎn)品上下尺寸、密度、硬度的一致性。中模、模芯均采用超硬材質(zhì)，保證批量生產(chǎn)尺寸的一致性以及尺寸、形位公差符合工藝要求。5)熱處理采用進(jìn)口日本程控?zé)崽幚頎t，型號(hào)為RCL-600，首先將放在料框內(nèi)的精整后的壓坯在820°C的溫度下對(duì)精整后的壓坯進(jìn)行碳氮共滲，然后再將溫度提高為860°C，時(shí)間90分鐘進(jìn)行熱處理，之后進(jìn)行油冷，再清洗、回火，以消除熱處理應(yīng)力，提高產(chǎn)品性能。實(shí)施例2 :本實(shí)施例與實(shí)施例I步驟完全一致，差別在于合金粉末的重量百分配比為Cu I. 5%, C 0. 2%, Ni 0. 5%, Mo I. 0%, CeO2 0. 1%, Mn 0. 05%, PO. 3%，余量為 Fe。實(shí)施例3 :本實(shí)施例與實(shí)施例I步驟完全一致，差別在于合金粉末的重量百分配比為Cu 5%, C 0. 8%, Ni 3. 0%, Mo 2. 0%, CeO2 0. 5%, Mn 0. 3%, PO. 6%，余量為 Fe。
權(quán)利要求
1.一種挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸的制造方法，其特征在于包括以下步驟 第一步、配料均勻混合將包含有合金粉末、潤(rùn)滑劑、石墨粉和微量稀土的配料均勻混合，其中合金粉末的重量百分配比包括1. 5-5. 0%的Cu，0. 2-0. 8%的C，0. 5-3. 0%的Ni，I.0-2. 0%的 Mo，0. 1-0. 5%的 CeO2，余量為 Fe ； 第二步、溫壓成形采用溫壓一次成形工藝，將上述混合均勻的配料送入壓機(jī)料斗中并通過(guò)溫壓加熱裝置加熱到一定溫度，再進(jìn)入模具的型腔內(nèi)進(jìn)行壓制； 第三步、高溫?zé)Y(jié)將上述壓制成形的壓坯裝入燒結(jié)爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)； 第四步、精整將上述燒結(jié)后的壓坯放入精整模具中加壓校正； 第五步、熱處理將上述精整后的壓坯先在一定溫度下進(jìn)行碳氮共滲，再升溫?zé)崽幚?，之后進(jìn)行油冷，再清洗、回火。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸的制造方法，其特征在于第一步中所述合金粉末還包括重量配比為0. 05-0. 3%的Mn和0. 3-0. 6%的P。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸的制造方法，其特征在于第一步中所述合金粉末的重量百分配比為Cu為2.5%，C為0.7%，Ni為1%，Mo為1.5%，CeO2 為 0. 2%，Mn 為 0. 2%，P 為 0. 45%，余量為 Fe。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸的制造方法，其特征在于所述預(yù)熱溫度為750°C，正燒結(jié)溫度為1150°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸的制造方法，其特征在于 第三步中所述的燒結(jié)爐為網(wǎng)帶燒結(jié)爐，采用氫氣和氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣氛。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸的制造方法，其特征在于第二步中溫壓時(shí)的加熱溫度為130°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸的制造方法，其特征在于第五步中進(jìn)行碳氮共滲的溫度為820°C，然后再將溫度提高為860°C進(jìn)行熱處理，熱處理的時(shí)間為90分鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)得到的挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種挖掘機(jī)用高耐磨粉末冶金球鉸及其制造方法，其步驟包括1、配料均勻混合，2、溫壓一次成形，3、高溫?zé)Y(jié)，4、精整，5、熱處理；本發(fā)明通過(guò)對(duì)材料的改進(jìn)及步驟的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了采用粉末冶金成型工藝生產(chǎn)球鉸的目的，采用本發(fā)明的粉末冶金成型工藝生產(chǎn)球鉸，與機(jī)械加工零件相比可節(jié)約材料55％，且耐磨性提高了20％。
文檔編號(hào)B22F5/00GK102672176SQ20121016020
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月23日
發(fā)明者潘冶, 王春官, 申承秀 申請(qǐng)人:海安萬(wàn)眾粉末冶金有限公司, 海安縣鷹球集團(tuán)有限公司