一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 107363261 A(43)申请公布日 2017.11.21

(21)申请号 201710456947.7(22)申请日 2017.06.16

(71)申请人 苏州莱特复合材料有限公司

地址 215009 江苏省苏州市高新区火炬路

56号(72)发明人 刘晓东　刘莉　王爽　邱晶　

黄明明　(74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限

公司 32200

代理人 楼高潮(51)Int.Cl.

B22F 5/08(2006.01)B22F 1/00(2006.01)C22C 30/00(2006.01)C22C 26/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书2页

C22C 32/00(2006.01)F16H 55/17(2006.01)

(54)发明名称

一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法(57)摘要

本发明公开了一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法，其由以下原料制得，铝粉50-60份、镁粉40-50份、辰砂粉3-8份、三氧化二锡3-11份、磁铁矿粉10-20份、氮化硅2-8份、纳米金刚石粉2-4份、硼化铪1-6份、硅化钨6-8份、硅化锆4-8份、助剂12-16份，其中助剂由甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物、聚氧丙烯甘油醚、聚苯乙烯微球按照重量比1：1-5：2组成的。本发明方法制备得到的铁基粉末冶金棘轮具有较好强、硬度，性能优异，抗磨损、耐热性能好，可在高负荷、高温条件等苛刻的条件下工作，可大规模生产，值得推广。CN 107363261 ACN 107363261 A

权　利　要　求　书

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1.一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：先按重量份称取铝粉50-60份、镁粉40-50份、辰砂粉3-8份、三氧化二锡3-11份、磁铁矿粉10-20份、氮化硅2-8份、纳米金刚石粉2-4份、硼化铪1-6份、硅化钨6-8份、硅化锆4-8份、助剂12-16份，其中助剂由甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物、聚氧丙烯甘油醚、聚苯乙烯微球按照重量比1：1-5：2组成的；将除助剂以外的其它原料置于球磨机中混合2-3小时，得混合料；将混合料于助剂混合均匀后进行模具压型，压型的压力为360-450MPa，将所得坯体置于烧结炉内，采用工装液压站对压制坯体加压，烧结压力维持在6-7MPa，升温时通氢气保护，烧结温度控制在600-700℃，保温1-2小时；然后将烧结炉的加热罩吊开，最后于350-390℃条件下，保温2-3小时，取出冷却即得。

2.根据权利要求1所述的一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法，其特征在于：按重量份称取铝粉55份、镁粉45份、辰砂粉6份、三氧化二锡7份、磁铁矿粉16份、氮化硅5份、纳米金刚石粉3份、硼化铪4份、硅化钨7份、硅化锆6份、助剂14份。

3.根据权利要求1所述的一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法，其特征在于：所述助剂由甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物、聚氧丙烯甘油醚、聚苯乙烯微球按照重量比1：3：2组成的。

4.根据权利要求1所述的一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法，其特征在于：所述压型的压力为390MPa。

5.根据权利要求1所述的一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法，其特征在于：所述烧结压力维持在6.5MPa，升温时通氢气保护，烧结温度控制在650℃，保温1.5小时。

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CN 107363261 A

说　明　书

一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法

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[0001]

技术领域

[0002]本发明属于粉末冶金领域，涉及一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法。

[0003]

技术背景

[0004]棘轮是一种具有齿形表面或摩擦表面的轮子，由棘爪推动作步进运动，由于钢质棘轮在加工时，要根据轴杆的长短调整工装设备，传统的工艺方法一是整体加热，锻出棘轮整体，二是将轴头多次加热进行多次锻造成形，这两种方法都存在耗能高、人工费用投入大，并对加工件的材料容易产生过渡氧化皮，造成材料损耗大。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构件匹配的效果。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。所以研究各种机械零部件的粉末冶金的配方，适应不同的需要，具有重要的意义。而纳米材料可以满足传统材料所达不到的要求，同时应用纳米材料可以满足金属加工领域中对材料性能的特殊要求，但是现有技术中纳米材料应用于粉末冶金技术中的披露还很少，并且技术不成熟。目前纳米材料使用技术存在的主要问题为纳米粉体颗粒材料的团聚问题，导致粉体颗粒材料在使用中由于颗粒表面张力所致而形成的颗粒团聚，从而导致在使用中添加化学分解剂进行团聚颗粒的分解才能正常使用，但是这样就会带来使用难度的增加和化学污染，同时降低了使用效率，这就限制这纳米材料在粉末冶金技术中的应用。

[0005]

发明内容

[0006]本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法。

[0007]本发明的目的是通过以下技术方案实现的： 一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法，包括以下步骤：先按重量份称取铝粉50-60份、镁粉40-50份、辰砂粉3-8份、三氧化二锡3-11份、磁铁矿粉10-20份、氮化硅2-8份、纳米金刚石粉2-4份、硼化铪1-6份、硅化钨6-8份、硅化锆4-8份、助剂12-16份，其中助剂由甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物、聚氧丙烯甘油醚、聚苯乙烯微球按照重量比1：1-5：2组成的；将除助剂以外的其它原料置于球磨机中混合2-3小时，得混合料；将混合料于助剂混合均匀后进行模具压型，压型的压力为360-450MPa，将所得坯体置于烧结炉内，采用工装液压站对压制坯体加压，烧结压力维持在6-7MPa，升温时通氢气保护，烧结温度控制在600-700℃，保温1-2小时；然后将烧结炉的加热罩吊开，最后于350-390℃条件下，保温2-3小时，取出冷却即得。[0008]按重量份称取铝粉55份、镁粉45份、辰砂粉6份、三氧化二锡7份、磁铁矿粉16份、氮化硅5份、纳米金刚石粉3份、硼化铪4份、硅化钨7份、硅化锆6份、助剂14份。

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CN 107363261 A[0009]

说　明　书

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所述助剂由甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物、聚氧丙烯甘

油醚、聚苯乙烯微球按照重量比1：3：2组成的。[0010]所述压型的压力为390MPa。[0011]所述烧结压力维持在6.5MPa，升温时通氢气保护，烧结温度控制在650℃，保温1.5小时。

[0012]本发明具有以下有益效果：本发明方法制备得到的铁基粉末冶金棘轮具有较好强、硬度，性能优异，抗磨损、耐热性能好，可在高负荷、高温条件等苛刻的条件下工作，可大规模生产，值得推广。

[0013]

具体实施方式[0014]实施例1

一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法，包括以下步骤：先按重量份称取铝粉50份、镁粉40份、辰砂粉3份、三氧化二锡3份、磁铁矿粉10份、氮化硅2份、纳米金刚石粉2份、硼化铪1份、硅化钨6份、硅化锆4份、助剂12份，其中助剂由甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物、聚氧丙烯甘油醚、聚苯乙烯微球按照重量比1：1：2组成的；将除助剂以外的其它原料置于球磨机中混合2-3小时，得混合料；将混合料于助剂混合均匀后进行模具压型，压型的压力为360MPa，将所得坯体置于烧结炉内，采用工装液压站对压制坯体加压，烧结压力维持在6MPa，升温时通氢气保护，烧结温度控制在600℃，保温1小时；然后将烧结炉的加热罩吊开，最后于350℃条件下，保温2小时，取出冷却即得。[0015]实施例2

一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法，包括以下步骤：先按重量份称取铝粉60份、镁粉50份、辰砂粉8份、三氧化二锡11份、磁铁矿粉20份、氮化硅8份、纳米金刚石粉4份、硼化铪6份、硅化钨8份、硅化锆8份、助剂16份，其中助剂由甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物、聚氧丙烯甘油醚、聚苯乙烯微球按照重量比1：5：2组成的；将除助剂以外的其它原料置于球磨机中混合2-3小时，得混合料；将混合料于助剂混合均匀后进行模具压型，压型的压力为450MPa，将所得坯体置于烧结炉内，采用工装液压站对压制坯体加压，烧结压力维持在7MPa，升温时通氢气保护，烧结温度控制在700℃，保温2小时；然后将烧结炉的加热罩吊开，最后于390℃条件下，保温3小时，取出冷却即得。[0016]实施例3

一种铁基粉末冶金棘轮的制备方法，包括以下步骤：先按重量份称取铝粉55份、镁粉45份、辰砂粉6份、三氧化二锡7份、磁铁矿粉16份、氮化硅5份、纳米金刚石粉3份、硼化铪4份、硅化钨7份、硅化锆6份、助剂14份，其中助剂由甲基丙烯酸二甲氨基乙酯溴代烷季铵盐-苯乙烯共聚物、聚氧丙烯甘油醚、聚苯乙烯微球按照重量比1：3：2组成的；将除助剂以外的其它原料置于球磨机中混合2-3小时，得混合料；将混合料于助剂混合均匀后进行模具压型，压型的压力为390MPa，将所得坯体置于烧结炉内，采用工装液压站对压制坯体加压，烧结压力维持在6.5MPa，升温时通氢气保护，烧结温度控制在650℃，保温1.5小时；然后将烧结炉的加热罩吊开，最后于370℃条件下，保温2.5小时，取出冷却即得。

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