[发明专利]一种粉末冶金产品含镍元素原材料的烧结工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结工艺，尤其涉及一种粉末冶金产品含镍元素原材料的烧结工艺。

背景技术

目前粉末产品需提高产品硬度的方法是通过烧结后的淬火处理提高零件的表面硬度，或者购买专用原料及进口烧结炉烧结才能达到表面有硬度且具有一定的韧性。淬火处理后的产品很难达到表面硬度一致、韧性差，专用原料及进口烧结炉成本太大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对技术现状提供一种低成本的粉末冶金产品含镍元素原材料的烧结工艺。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种粉末冶金产品含镍元素原材料的烧结工艺，所使用的烧结炉包括高温烧结区和冷却区，所述烧结炉设有与冷却区的腔体相通的氮气管，所述氮气管设置在冷却区靠近高温烧结区的端部，通过所述的氮气管向进入冷却区的原材料吹氮气。

其中，按重量百分比计所述原材料含有5％～10％的镍元素、20％～40％的铜元素和50％～75％的碳元素。例如含有5％的镍元素、20％的铜元素和75％的碳元素，又如含有8％的镍元素、30％的铜元素和62％的碳元素，又如含有10％的镍元素、40％的铜元素和50％的碳元素。

其中，通过所述氮气管向冷却区内通入5～10个大气压的氮气。

其中，所述氮气管包括依次连接的第一直管段、弧形管段和第二直管段，所述第一直管段的端部与冷却区相通连接，第二直管段的端部与外接的氮气罐连接。第一加强筋设置在弧形管段的内侧拐角R1的外壁并延伸至第二直管段的外壁，第二加强筋设置在弧形管段的外侧拐角R2的外壁并延伸至第二直管段的外壁。

其中，所述第一加强筋与第二加强筋平行且第一加强筋的长度小于第二加强筋的长度。

其中，所述烧结炉还包括：

电磁阀，用于控制氮气的通断，设置在所述第一直管段；

位置传感器，用于检测进入所述冷却区的原材料位置，设置在靠近所述第一直管段的冷却区的腔体内壁；

控制器，用于接收位置传感器传递的位置信号并控制电磁阀的工作状态，分别与位置传感器、电磁阀连接。

其中，上述的烧结工艺，包括如下步骤：

(1)预烧结，所述烧结炉内的输送网带将原材料输送至预烧结区进行预烧结；

(2)高温烧结，所述输送网带将经预烧结后的原材料输送至高温烧结区进行高温烧结；

(3)氮气冷却，当所述输送网带将经高温烧结后的原材料输送至冷却区的端部时，通过氮气管向冷却区内的原材料吹氮气，进行氮气冷却；

(4)冷却，所述输送带将经氮气冷却后的原材料继续输送至冷却区内进行冷却。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本粉末冶金产品含镍元素原材料的烧结工艺所使用的烧结炉，在靠近高温烧结区的冷却区的端部设置了氮气管，从而可以通过氮气管向冷却区内的原材料吹氮气，使原材料比未安装氮气管的冷却速率提高到1.5℃/S，这样再通过常规冷却就可完成烧结。经本烧结工艺烧结的产品通过物理检测硬度平均在35HRC以上，冲击强度在1000Kgf，与淬火后的硬度没有明显差易，且冲击强度比淬火后的要高200Kgf。

另外，本烧结工艺无需购买使用专用的原料，只是通过向普通的铁网铜碳原料中添加镍元素，再结合在冷却区安装氮气管，就可以得到与淬火处理后一样的表面硬度；而且虽然减少了淬火工艺，烧结后的零件仍具有一定的韧性，省去用原料及进口烧结炉的高成本。

附图说明

图1为本发明实施例烧结炉的结构示意图；

图2为本发明实施例氮气管的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本实施例的粉末冶金产品含镍元素原材料的烧结工艺，其所使用的烧结炉，如图1所示，包括设置在烧结炉炉体内的输送网带1，以及沿着输送网带1的输送方向(输送方向如图1中的箭头所示方向)设置的预冷却区4、高温烧结区3和冷却区4，其中，冷却区4靠近高温烧结区3的端部连通有氮气管5，通过该氮气管5可以向进入冷却区4的原材料吹氮气，具体向冷却区4内通入5～10个大气压(例如6个大气压、7个大气压、8个大气压)的氮气。

为了增强氮气管5的强度，从而延长其使用寿命，如图2所示，氮气管5包括依次连接的第一直管段13、弧形管段10和第二直管段11，第一直管段13竖向设置并端部与冷却区4相通连接，第一加强筋12设置在弧形管段10的内侧拐角R1的外壁并延伸至第二直管段11的外壁，第二加强筋14设置在弧形管段10的外侧拐角R2的外壁并延伸至第二直管段11的外壁。