[发明专利]变速箱油泵转子专用粉末冶金材料

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金领域，具体涉及一种变速箱油泵转子专用粉末冶金材料。

背景技术

硼（B）对钢铁的珠光体细化与提升中低温冲击强度作用远远超过Ni，Mo，达到同样的强化效果所需的合金元素含量很低，推广使用可以为国家节约大量昂贵的合金元素。而在某些特殊用途，如不需要高的表面硬度，但需要很高的耐磨性与冲击强度的条件下，细珠光体是唯一能达到的组织。但普通携带剂FeB17C0.1的硬度太高，且固相扩散速率太低，无法用于粉末冶金生产。B对致密钢铁材料的强化方式为：在钢水精炼过程中加入硼铁，在1550℃时硼铁溶解在钢水中并扩散均匀，冷切后形成硼强化的微合金钢。硼微合金化所需加入B量最佳范围为0.003%~0.018%。而粉末冶金烧结为固相烧结，温度为1120℃，远低于钢水温度。在正常粉末冶金烧结温度下，硼铁的液相溶解无法发生，固相扩散要达到合金化需烧结200h以上，与通常烧结所需的5h相差太远，加之FeB17C0.1硬度为Hv1400，直接压制会降低压坯密度0.4g/cm3，无法用于粉末冶金生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种耐磨损，抗拉强度和冲击功高，成本低的变速箱油泵转子专用粉末冶金材料。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种变速箱油泵转子专用粉末冶金材料，所述粉末冶金材料的各组成成分按照重量百分数包括：硬脂酸硼B(C₁₆H₃₅O₂)₃为0.15%~0.9%；石墨粉为0.3~0.6%；铜（Cu）粉为1.6%~2.0%；润滑剂为0.55%~0.65%；铁粉为余量。

其中，优选的技术方案为，所述润滑剂为硬脂酸锌。

其中，优选的技术方案为，所述粉末冶金材料的各组成成分重量百分数包括B(C₁₆H₃₅O₂)₃为0.7%；石墨粉为0.45%；Cu粉为1.82%；硬脂酸锌为0.60%；铁粉为余量。

利用上述材料制备变速箱油泵转子的方法， 

步骤一：按照B(C₁₆H₃₅O₂)₃为0.15%~0.9%，石墨粉为0.3~0.6%，Cu粉为1.6%~2.0%，硬脂酸锌为0.55%~0.65%，铁粉为余量的组份质量配比配好材料；

步骤二：将配好的材料置于双锥混合器内，以19~21r/min的转速混合30~35min；

步骤三：将混好的所述材料在一定压力下，置于模具中压制成型，制得零件压坯；

步骤四：将压坯在温度为1120℃，在保护气体下，烧结5小时；

其中，优选的技术方案为，所述步骤三中的压力为500MPa~600Mpa。

其中，优选的技术方案为，所述步骤四中保护气组成为H₂O：7.5~8.5%， CH₄：0.1~0.4% ，余量为N₂。

本发明的优点和有益效果在于：本发明采用低熔点（80℃），低分解温度（180℃）的硬脂酸硼B(C₁₆H₃₅O₂)₃作为B的携带剂与铁粉，石墨粉，铜粉，润滑剂混合，然后普通压制压力下压制成零件坯料并烧结。在烧结过程中发生反应：B(C₁₆H₃₅O₂)₃ +H2+Fe+C→FeBX +CO₂+H₂O。生成的FeBX位于颗粒连接附近，促进了烧结颈的长大，圆化了孔隙。由于硼对珠光体的细化作用，生成的粉末冶金组织为细珠光体+圆化孔隙。经过实验，发现本粉末冶金材料的屈服强度与冲击强度随B含量的增加先增大后减小，存在最佳配比。本发明确认了B在粉末冶金材料中的引入方式与B添加量的最佳范围。零件烧结态屈服强度与冲击功超过美国金属联合会MPIF-35 FN-0405-35牌号的标准性能，而且在表面硬度较低的情况下耐磨性能超出标准2.6倍。每吨零件可节约Ni粉40kg，铜粉15kg，成本降低20000元/吨。

附图说明

图1是本发明材料的油泵转子与MPIF-35FN-0405-35牌号的油泵转子的耐磨性的对比示意图。

具体实施方式