含钒的粉状冶金粉末及其使用方法技术

本发明专利技术描述了包含钒的铁基冶金粉末以及由其制造的压实制品。这些制品具有改进的机械性质。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含钒的粉状冶金粉末及其使用方法与相关申请的交叉引用本申请要求2011年4月6日提交的美国临时申请号61/472,262的利益，其全部内容在此引为参考。
本专利技术涉及包含钒的改进的粉末冶金组合物。
技术介绍
粉末冶金组合物在金属部件制造中正获得越来越多的应用。因此，对于改进的、能提供强度提高的烧结部件并且对烧结部件的性质没有负面影响的组合物，存在着需求。专利技术概述本专利技术涉及冶金粉末组合物，其包含以所述冶金粉末组合物的重量计至少90%的铁基冶金粉末；以及至少一种添加剂，其是包含钒的预制合金；其中所述组合物中钒的总含量为所述组合物重量的约0.05%至约1.0%。还描述了制造这些组合物的方法以及使用这些组合物制备的压实制品。附图说明图1示出了本专利技术的包含ANCORSTEEL30HP+0.7重量%石墨+Fe-V预制合金（80%钒）的实施方式的极限抗拉强度随烧结温度变化的比较。图2示出了本专利技术的包含ANCORSTEEL30HP+0.7重量%石墨+Fe-V-Si预制合金（5%钒，19%硅）的实施方式的极限抗拉强度随烧结温度变化的比较。图3示出了在包含（▲）ANCORSTEEL30HP+Fe-V-Si预制合金（沿着顶部x轴示出不同量的V）+0.7重量%石墨，（■）ANCORSTEEL30HP+Fe-V预制合金（沿着顶部x轴示出不同量的V）+0.7重量%石墨和（●）ANCORSTEELHP（沿着底部x轴示出不同量的Mo）+0.7重量%石墨的实施方式中，烧结屈服强度的比较。图4示出了在包含不同量的镍和（■）ANCORSTEEL1000B+0.7重量%石墨+3.5重量%Fe-V-Si预制合金（5%钒，19%硅），（◆）ANCORSTEEL1000B+0.7重量%石墨+0.2重量%Fe-V预制合金（80%钒）以及（●）ANCORSTEEL1000B+0.7重量%石墨的实施方式中，经受热处理后的极限抗拉强度的比较。图5示出了不同量的碳和ANCORSTEEL30HP与不同量的碳和本专利技术的实施方式ANCORSTEEL30HP+Fe-V-Si预制合金之间的极限抗拉强度和伸长率的比较。图6示出了ANCORSTEEL30HP、50HP和85HP与本专利技术的实施方式ANCORSTEEL30HP+0.16重量%钒相比的淬透性。图7A示出了Fe+0.3重量%Mo+0.65%碳（烧结态）的显微结构。图7B示出了本专利技术的实施方式Fe+0.3重量%Mo+0.3重量%钒+0.65%碳（烧结态）的显微结构。图8A示出了本专利技术的实施方式Fe-0.3重量%Mo-0.7重量%石墨（热处理过的）的粒度。图8B示出了本专利技术的实施方式Fe-0.3重量%Mo-0.7重量%石墨-0.14重量%V（热处理过的）的粒度。示例性实施方式的详细描述可能包含钒的铁基组合物以前已描述在例如美国专利号5,782,954、5,484,469、5,217,683、5,154,881、5,108,493和国际公布WO10/107372和WO09/085000中。然而，现在已发现，当将钒以本文中描述的量和形式掺入到组合物中时，为从这样的组合物制备的金属部件的性质提供了显著且出人意料的改进。更具体来说，现在已发现，向铁基冶金粉末以本文中描述的量并且最优选地采取预制合金的形式添加钒（V），改进了使用这样的铁基粉末制备得到的压实制品的机械性质。在本专利技术的范围内，铁基冶金粉末组合物包含以所述铁基冶金粉末组合物的重量计约0.05重量%至约1.0重量%之间的钒。本专利技术的某些实施方式包括以冶金粉末组合物的重量计约0.1重量%至约0.5重量%之间的钒。本专利技术的优选实施方式包括以冶金粉末组合物的重量计少于约0.3重量%的钒。本专利技术的示例性实施方式包括以冶金粉末组合物的重量计约0.1至约0.2重量%的钒。可以使用本文中描述的任一方法或其组合向铁基粉末添加钒，以形成本专利技术的冶金粉末组合物。钒可以以至少一种添加剂的形式向铁基粉末添加，所述添加剂是包含钒的预制合金。当在本文中使用时，本专利技术的“预制合金”添加剂如下制备：将添加剂的组成成分熔化以形成均质熔体，然后将熔体雾化，由此雾化的液滴在固化后形成预制合金添加剂。水雾化是用于生产本专利技术的预制合金添加剂的优选雾化技术，尽管也可以使用本领域已知的其他雾化技术。据设想，钒可以与被考虑用于本专利技术的冶金粉末组合物的其他金属形成预制合金。在本专利技术的某些实施方式中，添加剂包含铁、铬、镍、硅、锰、铜、碳、硼和氮中的至少一种或多种以及钒。优选地，添加剂包含铁、铬、镍、硅、锰、铜和碳中的一种或多种以及钒。在本专利技术的优选实施方式中，添加剂是包含钒和铁（Fe）的预制合金。添加剂可能含有旨在用于最终粉末组合物的其他合金元素——也就是说，按一般说法，添加剂可以基本上由钒和铁组成——或者添加剂可以只限于钒和铁。作为仅由Fe和V组成的预制合金的添加剂，可以包括以预制合金的重量计最高约99重量%的钒，其余部分包含铁。本领域技术人员可以容易地确定将要向铁基粉末添加的预制合金中钒的量，以便制备在总组合物中存在预先选定量的钒的本专利技术的冶金粉末组合物。Fe-V预制合金添加剂的优选实施方式包括以所述Fe-V预制合金添加剂的重量计最高约85%的钒，其余部分包含铁。Fe-V预制合金添加剂的其他实施方式包括以所述Fe-V预制合金添加剂的重量计约75%至约80%的钒，其余部分包含铁。在本专利技术的其他实施方式中，Fe-V预制合金添加剂包括以所述Fe-V预制合金添加剂的重量计约78%-80%的钒。除了铁和钒之外，添加剂还可以含有硅（Fe-V-Si）。被设想用于本专利技术的冶金粉末组合物的其他金属可以被进一步包含在本专利技术的Fe-V-Si预制合金添加剂中。因此，在某些实施方式中，添加剂可能含有旨在用于最终粉末组合物的其他合金元素——也就是说，按一般说法，添加剂可以基本上由钒、铁和硅组成——或者添加剂可以只限于钒、铁和硅。本专利技术的Fe-V-Si预制合金添加剂可以包括以所述Fe-V-Si预制合金添加剂的重量计最多约20%的钒，其余为铁和硅。本专利技术的优选Fe-V-Si预制合金添加剂可以包括以所述Fe-V-Si预制合金添加剂的重量计最多约15%的钒，其余为铁和硅。本专利技术的Fe-V-Si预制合金添加剂可以包括以所述Fe-V-Si预制合金添加剂的重量计约3%至约10.5%之间的钒，其余为铁和硅。在其他实施方式中，Fe-V-Si预制合金添加剂可以包括以所述预制合金添加剂的重量计约3%至约7%的钒。本专利技术的其他Fe-V-Si预制合金添加剂可以包括以所述Fe-V-Si预制合金添加剂的重量计约5%的钒。本专利技术的某些Fe-V-Si预制合金添加剂可以包括以所述Fe-V-Si预制合金添加剂的重量计最多约60%的硅。本专利技术的某些Fe-V-Si预制合金添加剂可以包括以所述Fe-V-Si预制合金添加剂的重量计最多约45%的硅。本专利技术的某些Fe-V-Si预制合金添加剂可以包括以所述Fe-V-Si预制合金添加剂的重量计约17%至约30%之间的硅。本专利技术的某些Fe-V-Si预制合金添加剂可以包括以所述Fe-V-Si预制合金添加剂的重量计约17%至约21%之间的硅。本专利技术的其他Fe-V-Si预制合金添加剂包括以所述Fe-V-Si预制合金添加剂的重量计约19%本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.06 US 61/472,2621.一种冶金粉末组合物，其包含以所述冶金粉末组合物的重量计至少90％的铁基冶金粉末；以及至少一种添加剂，所述添加剂是包含铁、钒和硅的预制合金；其中所述组合物中钒的总含量为所述组合物重量的0.05％至1.0％；以及其中所述添加剂包含以所述添加剂的重量计3％至10.5％的钒，以及以所述添加剂的重量计17％至30％的硅。2.权利要求1的冶金粉末组合物，其中所述添加剂包含以所述添加剂的重量计3％至7％的钒，以及以所述添加剂的重量计17％至21％的硅。3.权利要求1的冶金粉末组合物，其中所述添加剂包含以所述添加剂的重量计少于0.50％的氧。4.权利要求1的冶金粉末组合物，其中所述冶金粉末组合物包含以所述冶金粉末组合物的重量计0.2％至5％的添加剂。5.权利要求4的冶金粉末组合物，其中所述冶金粉末组合物包含以所述冶金粉末组合物的重量计3.5％的所述添加剂。6.权利要求1的冶金粉末组合物，其中所述添加剂具有10微米至20微米的平均粒径d50。7.权利要求1的冶金粉末组合物，其中所述冶金粉末组合物还包含0.05重量％至2.0重量％的钼、0.1重量％至2.0重量％的镍、0.05重量％至2.0重量％的石墨、最高3.0重量％的铜或其组合。8.权利要求7的冶金粉末组合物，其中所述冶金粉末组合物包含以所述冶金粉末组合物的重量计0.05％至2.0％的钼。9.权利要求8的冶金粉末组合物，其中所述冶金粉末组合物包含以所述冶金粉末组合物的重量计0.05％至1％的钼。10.权利要求9的冶金粉末组合物，其中所述冶金粉末组合物包含以所述冶金粉末组合物的重量计0.05％至0.35％的钼。11.权利要求10的冶金粉末组合物，其中所述冶金粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯托弗·T·沙德，布鲁斯·林德斯黎，托马斯·F·墨菲，陈文鸿，
申请(专利权)人：赫格纳斯公司，
类型：
国别省市：