粉末组合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供粉末组合物及其制备方法和应用。该粉末组合物按照质量分数包括以下组分：0.1～1wt％的碳、4～12wt％的镍、0.1～1wt％的铬、0.1～3wt％的钨、0.3～1wt％的钒、0.01～2wt％的钼、0～2wt％的铜、0～1wt％的锰、0～1wt％的硅、0～1wt％的磷，余量为铁。该粉末组合物通过特定配比的Ni、Cr、W、V、Mo等元素，使得组合物在经烧结后得到的合金产品同时兼具较好的强度和延性。

【技术实现步骤摘要】
粉末组合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及粉末冶金
，尤其是涉及粉末组合物及其制备方法和应用。
技术介绍
传统粉末冶金行业内，粉末冶金零件常常通过淬火、回火的硬化热处理来达到良好的机械性质，而这不可避免地带来了零件易形变、尺寸不稳定、淬列等问题。因而，近年来逐渐发展出烧结硬化型粉末，通过加入高硬化能合金元素，在压出胚体后，烧结即可得到较高的硬度。烧结硬化型合金中机械性质表现较优异的是FLNC-4408(该合金的组成为1-3wt％的Ni、0.65～0.95wt％的Mo、1～3wt％的Cu、0.05～0.3wt％的Mn、0.6～0.9wt％的C，其余为Fe)及FLC2-4808(1.2～1.6wt％的Ni、1.1～1.4wt％的Mo、1～3wt％的Cu、0.3～0.5wt％的Mn、0.6～0.9wt％C，其余为Fe)两者。其中，后者的机械性值较为优异，其在烧结降温阶段只需以每分钟约30℃以上冷却，即可得到马氏体组织，硬度达40HRC、强度达1070MPa，但延性只有1％以下，且烧结密度只有7.2g/cm3(该密度只有材料理论密度的85～90％)。延性与强度无法同时兼具使该粉末组合物无法应用在一些特殊需求的部件的制备中。例如，作为笔记本电脑等电子器件开合、折叠动作的执行部件的转轴机构，其开合寿命一般要求在2万次以上，有的甚至要求达到3万次以上。这就使得生产研发人员对转轴机构的强度、延性等机械性能提出了更高的要求。因此，有必要提供一种粉末组合物，能够使得制出的合金产品兼具高强度和高延性。
技术实现思路
<br>本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种兼具高强度和高延性的合金产品的原料粉末组合物及其制备方法和应用。第一方面，本专利技术的一个实施例提供了一种粉末组合物，该粉末组合物按照质量分数包括以下组分：0.1～1wt％的碳、4～12wt％的镍、0.1～1wt％的铬、0.1～3wt％的钨、0.3～1wt％的钒、0.01～2wt％的钼、0～2wt％的铜、0～1wt％的锰、0～1wt％的硅、0～1wt％的磷，余量为铁。本专利技术实施例的粉末组合物至少具有如下有益效果：该粉末组合物通过特定配比的镍、铬、钨、钒、钼等元素，使得组合物在经烧结后得到的合金产品同时兼具较好的强度和延性。镍元素可以促进烧结致密化，固溶于铁中产生固溶强化，使合金的强度、韧性有所提升，在较好的延展性下获得较高的强度。铬元素的添加会提高力学性能，改善合金的强度、硬度，但会对韧性、延性造成一定影响。钼元素可以细化晶粒，是强碳化物形成元素，但过多的钼容易导致合金的机械性能下降。而钨和钒元素与碳元素的亲和力强，形成特殊碳化物，从而提升合金的硬度和强度。通过这几种元素配比组合的协同作用，可以在保证合金的强度、硬度等性能的同时保有良好的延性。另外，通过加入一定量的铜来进一步提高合金的强度和韧性，通过锰的添加使合金具有更优异的热加工性能和耐磨性等，而加入硅可以有效提高合金的弹性极限、屈服点和抗拉强度。根据本专利技术的一些实施例的粉末组合物，该粉末组合物按照质量分数包括以下组分：0.3～0.8wt％的碳、6～12wt％的镍、0.5～1wt％的铬、0.5～1wt％的钨、0.5～1wt％的钒、0.5～2wt％的钼、0～2wt％的铜、0～1wt％的锰、0～1wt％的硅、0～1wt％的磷，余量为铁。通过对组合物元素含量的进一步限定，确保以上述组合物制得的合金产品能够同时具有较好的韧性、延性和强度等性能。根据本专利技术的一些实施例的粉末组合物，该粉末组合物的粒径为0.1～30μm。以30μm以下粒径的粉末进行合金产品的制备时，可以以射出成形等工艺形成形状较为复杂的产品，使合金产品有更广泛的应用场景。根据本专利技术的一些实施例的粉末组合物，该粉末组合物选自金属粉末、金属合金粉末、金属羰基粉末中的至少一种。该粉末组合物中的各种金属元素和非金属元素可以以金属粉末、金属合金粉末、金属羰基粉末等形式组合获得对应的含量配比。第二方面，本专利技术的一个实施例提供了一种射料组合物，该射料组合物包括结合剂和上述的粉末组合物。使用粉末组合物进行合金产品的制备时，一般在其中加入一定含量的结合剂组分，以使组合物在成形过程中能够将各类粉末均匀地粘合到一起，以利后续注塑成形。第三方面，本专利技术的一个实施例提供了一种合金，该合金由包括上述的粉末组合物或射料组合物的原料制备得到。上述组合物通过特定的制备工艺形成合金。该合金兼具有较好的强度和延性，能够满足一些特定产品的需求。第四方面，本专利技术的一个实施例提供了一种转轴，该转轴包括上述的合金材料。使用上述的合金材料加工组合得到的转轴具有较好的强度和韧性，具有优异的开合寿命，能够有效应对高频率开合场景的使用，避免发生受力脆断的情况，保证产品的正常工作。第五方面，本专利技术的一个实施例提供了一种设备，该设备包括上述的转轴。在一些经常需要对部件进行夹持、扭转、锁合等设备上设置由上述合金材料制成的转轴。这些设备可以是诸如3C产品，例如笔记本电脑、柔性屏可折叠手机，手工具或电气动工具、汽车产品等。在高硬度、高强度等要求下，这些转轴还能够同时满足部件对良好延性的需求，避免设备因长期弯折导致的脆性破坏。第六方面，本专利技术的一个实施例提供一种合金的制备方法，该制备方法包括以下步骤：步骤一、将上述的粉末组合物或射料组合物制备成生坯；步骤二、将所述生坯烧结，得到合金。本方案所采用的制备方法可以在烧结后不经淬火制程，减少淬火带来的尺寸变异，烧结体经回火后能够具有高硬度、高强度和良好的延性，满足特定产品的需求。根据本专利技术的一些实施例的制备方法，步骤一为将上述的射料组合物利用射出成形的方式制备成生坯。采用射出成形的方法可以形成形状较为复杂的产品，使合金产品有更广泛的应用场景。附图说明图1和图2分别是本专利技术的一个实施例的耐磨性比较实验中的对比例6和实施例1的耐磨性检测结果。具体实施方式以下将结合实施例对本专利技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本专利技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本专利技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例提供一种合金产品，该合金产品由包括粉末组合物和结合剂的原料制备得到。该粉末组合物中各元素的含量如下表1所示：表1.配方一元素组成(wt％)元素碳镍铬钼钨钒硅铁含量0.456.30.70.80.80.50.5余量该粉末组合物是以包含表1元素的金属预合金粉、母合金粉、或金属羰基粉末、元素粉末等混合得到上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.粉末组合物，其特征在于，按照质量分数包括以下组分：0.1～1wt％的碳、4～12wt％的镍、0.1～1wt％的铬、0.1～3wt％的钨、0.3～1wt％的钒、0.01～2wt％的钼、0～2wt％的铜、0～1wt％的锰、0～1wt％的硅、0～1wt％的磷，余量为铁。/n

【技术特征摘要】
1.粉末组合物，其特征在于，按照质量分数包括以下组分：0.1～1wt％的碳、4～12wt％的镍、0.1～1wt％的铬、0.1～3wt％的钨、0.3～1wt％的钒、0.01～2wt％的钼、0～2wt％的铜、0～1wt％的锰、0～1wt％的硅、0～1wt％的磷，余量为铁。


2.根据权利要求1所述的粉末组合物，其特征在于，按照质量分数包括以下组分：0.3～0.8wt％的碳、6～12wt％的镍、0.5～1wt％的铬、0.5～1wt％的钨、0.5～1wt％的钒、0.5～2wt％的钼、0～2wt％的铜、0～1wt％的锰、0～1wt％的硅、0～1wt％的磷，余量为铁。


3.根据权利要求1或2所述的粉末组合物，其特征在于，所述粉末组合物的粒径为0.1～30μm。


4.根据权利要求1或2所述的粉末组合物，其特征在于，所述粉末组合物选自...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柏翰，
申请(专利权)人：陈柏翰，
类型：发明
国别省市：广东;44