專利名稱：粉末冶金零件尺寸控制劑及其用途的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種粉末冶金材料。尤其是涉及一種粉末冶金零件尺寸控制劑及其用途。屬粉末冶金技術領域。
隨著社會需求的穩步提升，粉末冶金零件的批量越來越大，質量要求越來越高。多數產品要求各批次產品尺寸統一以適應流水線生產。但一副粉末冶金模具的正常生產壽命最多40萬件，如要達到各批次產品尺寸統一，則生產壽命在20萬件以下；工廠的工藝設備是一個系統變量，隨著時間的變化存在一定波動，這造成了各批產品的尺寸波動，影響了產品的穩定性。為了解決上述問題，或采用了模具涂層技術以修復磨損模具，或提升設備檔次以提高設備能力指數Cmk等方法。但這些方法有的加工時間過長，影響生產，修復模具所用時間與修復后模具使用時間基本相當；有的投資巨大，機器的設備能力指數Cmk由1.33提升到1.67，投資額提高300％，而且周期太長。

發明內容
本發明的目的在于克服上述不足，提供一種成本低、用量少、對產品物理性能無不利影響、加入量與產品尺寸變化成線性的粉末冶金零件尺寸控制劑及其用途以控制粉末冶金零件的尺寸變化。
本發明的目的是這樣實現的一種粉末冶金零件尺寸控制劑，其特征在于它主要是由以下質量百分比的原料組成325目以下Fe3P 23％～26％100目以下Distaloy Acu 62％～70％325目以下Ni4～15％。
本發明粉末冶金零件尺寸控制劑的用途，其特征在于按配比將325目以下Fe3P、100目以下Distaloy Acu和325目以下Ni稱重后在雙錐混合器內以19～21r/min的轉速混合30～35min以成為預混合尺寸控制劑，然后將混合好的尺寸控制劑按0.05％～0.15％的質量百分比加入到粉末冶金零件原材料內，在雙錐混合器內以19～21r/min的轉速混合30～35min。
添加劑用量少要求添加劑成分對通常粉末冶金材料內某種成分敏感。本發明選擇P元素作為尺寸控制劑的主要作用成分，P元素加入原材料中后，在1050℃與Fe形成共晶，有強烈的固溶強化作用，對產品強度有利；P元素對原材料中的C含量非常敏感，加入量的變化直接影響最終產品的尺寸。
如直接添加磷粉后，燒結過程中P無法完全擴散，部分位置P含量0.80％，由于Fe-P共晶在P含量超過0.6％后脆性增加，引起產品的力學性能波動，所以不能采用直接添加磷粉的方式。
本發明選擇Fe3P(-325目)作為本尺寸控制劑的基體，當采用Fe3P(-325目)的P元素引入方式后，最高P含量為0.21％，在此含量內Fe-P共晶有最佳的綜合力學性能。另外，同時由于P元素對產品的尺寸變化影響太大，不利于生產過程中工藝控制，因此引入緩沖劑Cu和Ni，為避免偏析，Cu的引入采用了Distaloy ACu(-100目)。為了控制成本與不過多影響產品性能，設計控制劑的添加量為0.05％～0.15％。為達到尺寸控制劑加入量與產品尺寸變化成線形的要求，采用了實驗擬合法，發現在加入量為0.05％～0.15％時對粉末冶金通用的Fe-C，Fe-Cu-C，Fe-Cu-Ni-Mo-C系列材料，P∶Cu∶Ni(質量比)在67∶66∶100時線形擬合誤差為0.4％，73∶66∶100時線形擬合誤差為9.5％，67∶85∶100時線形擬合誤差為11.5％，67∶66∶80時線形擬合誤差為6.8％。因此確定P∶Cu∶Ni(質量比)為67∶66∶100為最佳含量，換算成各引入劑含量質量比為12∶33∶5。即本尺寸控制劑最佳配方為Fe3P(-325目)24％，Distaloy ACu(-100目)66％，Ni(-325目)10％，加入量為0.05％～0.15％。
對通常材料(Fe-C系列，Fe-Cu-C系列，Fe-Ni-C系列，Fe-Ni-Cu-Mo-C系列)產品尺寸影響為線性，其中產品內Ni，Mo，Cu三種元素含量在加入尺寸控制劑前后無明顯變化，具體參數見附圖1，2，3。尺寸控制劑加入后產品尺寸變化隨產品內C含量變化而變化，但變化都為線形，具體參數見附圖4。加入尺寸控制劑后，對產品強度無不利影響，具體參數見圖5。每噸零件加入量為0.5kg～1.5kg，成本增加50～150元。平均粉末冶金零件單件質量為60g左右，每副模具成本為12000元，即模具成本在使用尺寸控制劑后可節省10000元，質量成本可節省20000～50000元/40萬件零件。
綜上所述，本發明成本低、用量少、對產品物理性能無不利影響、加入量與產品尺寸變化成線性。


圖1為不同Cu含量產品內加入尺寸控制劑后尺寸變化圖。
圖2為不同Ni含量產品內加入尺寸控制劑后尺寸變化圖。
圖3為不同Ni+Cu含量產品內加入尺寸控制劑后尺寸變化圖。
圖4為不同C含量產品內加入尺寸控制劑后尺寸變化圖。
圖5為不同產品內加入尺寸控制劑后抗拉強度變化圖。
具體實施例方式
按照Fe3P(-325目)23％～26％，Distaloy ACu(-100目)62％～70％，Ni(-325目)4～15％配合，配好的材料在雙錐混合器內以19～21r/min的轉速混合30～35min以成為預混合尺寸控制劑。
將混合好的尺寸控制劑按需求加入0.05％～0.15％在原材料內，然后在雙錐混合器內以19～21r/min的轉速混合30～35min。
將混好的材料按通常粉末冶金生產方式生產產品。
權利要求
1.一種粉末冶金零件尺寸控制劑，其特征在于它主要是由以下質量百分比的原料組成325目以下Fe3P23％～26％100目以下Distaloy ACu62％～70％325目以下Ni 4～15％。
2.根據權利要求1所述的一種粉末冶金零件尺寸控制劑，其特征在于它主要是由以下質量百分比的原料組成325目以下Fe3P24％100目以下Distaloy Acu66％325目以下Ni 10％。
3.根據權利要求1所述的一種粉末冶金零件尺寸控制劑的用途，其特征在于按配比將325目以下Fe3P、100目以下Distaloy Acu和325目以下Ni稱重后在雙錐混合器內以19～21r/min的轉速混合30～35min以成為預混合尺寸控制劑，然后將混合好的尺寸控制劑按0.05％～0.15％的質量百分比加入到粉末冶金零件原材料內，在雙錐混合器內以19～21r/min的轉速混合30～35min。
全文摘要
本發明涉及一種粉末冶金零件尺寸控制劑，其特征在于它主要是由以下質量百分比的原料組成325目以下Fe
文檔編號B22F1/00GK101088666SQ20071002487
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月29日 優先權日2007年6月29日
發明者包敢鋒 申請人:包敢鋒