制备粉末冶金工件的方法及其工件技术

一种制备粉末冶金工件的方法，其步骤包括：提供一第一粉末，第一粉末的硬度实质小于250HV，平均粒径实质在20μm以下；将第一粉末和一第二粉末混合成一混合粉末，混合粉末的成分包括碳、铬、铁，以及选自于钼、镍、铜、铌、钒、钨、硅、钴和锰所组成的群组；对混合粉末添加一黏结剂和水；对混合粉末施以一喷雾造粒工艺，以形成一喷雾造粒粉末；对喷雾造粒粉末施以一干压成形工艺，使喷雾造粒粉末形成一生胚；对生胚施以脱脂工艺，以形成一胚体；将该胚体烧结成一工件，工件的硬度高于250HV。

【技术实现步骤摘要】
制备粉末冶金工件的方法及其工件
本专利技术关于一种制备粉末冶金工件的方法，特别是一种应用干压成形工艺，以制备高硬度粉末冶金工件的方法。
技术介绍
干压成形是粉末冶金工艺中最常用的方法，此方法是让粉末充填在模具中，再施以所需的压力，使堆积松散的粉末成形，成为有一定强度的生胚，将成形后的生胚予以烧结即可得到成品。此成形工艺可自动化，其成本低廉且能一次制作出净形(net shape)的工件，所以在机械制造业中，干压成形是不可或缺的一个工艺。一般来说，在干压成形工艺中，为了使工件达到优良的机械或物理性质，烧结后的工件的密度应越高越好，此也代表生胚密度也应越高越好，才能降低所需的烧结温度及烧结时间以节省成本。此外,高生胚密度的工件,经过烧结后,其尺寸收缩量将较少，因此高生胚密度的工件的尺寸稳定性较佳。一般影响生胚密度的重要因素为成形时的压力以及粉末本身的特性:(I)成形压力:在干压成形工艺中，施加的压力越大，生胚密度也会越高。然而，由于金属粉体本身有加工硬化的特性，因此当压力增加时，粉末本身的硬度也随之上升，而导致生胚密度的提高效率将随压力的增加而逐渐减缓。此外，当成形压力增大时，粉末与模具间的摩擦力也会随之增加，因此模具的寿命将变短。(2)粉末特性:粉末本身的硬度是影响生胚密度的另一个重要的因素。硬度高的粉末不容易变形，使得粉末不易被挤入粉末间的孔隙，因此，生胚密度不容易提高，也因此较不容易在烧结后得到高密度。粉末本身的形状、大小及内部结构对粉末成形能力也有直接的影响；例如，形状不规则且内有孔隙的粉，其压缩性较差；形状较规则且内无孔隙的粉其压缩性则比较好；又如球形粉的摩擦力小，视密度(apparent density)高，因此能得到较高的生胚密度。除了形状及内部结构外，粉末的大小也是影响生胚密度的因素，小粉末由于其粉末间的接触点较多、摩擦力较大以及视密度低，因此必需倚靠较高的成形压力，才能达到所要的生胚密度。小粉末的另一个缺点是其不容易流动，无法以自动化的方式将粉末充填入模穴。但小粉末的最大优点为其烧结驱动力高，工件烧结后的密度高。如上所述，要达到高烧结密度，必须使用小粉末并提高生胚密度，但小粉末需要使用大压力才能得到高生胚密度，而使用大压力会导致模具快速损耗；另外，若是所用的粉末具有高硬度，则工艺的难度将更加提高，所以目前鲜少有干压成形业者制作具有高密度及高硬度的工件。以粉末本身的硬度约320HV(32HRC)的合金粉为例，在加压时粉末不容易变形，粉末压缩性差，生胚密度低，所以若使用一般干压成形工艺所用的粉末，亦即平均粒径大于44 μ m时，即使使用一般常用的成形压力(如400-800MPa)，干压成形后的密度多在6.3g/cm3以下，或理论密度的80%以下，由于生胚密度低且粉末粒径大，烧结后的密度及机械性质也因而偏低。因此，有必要提供一种新的制备粉末冶金工件的方法，其可透过干压成形工艺以制造高硬度、高密度的工件，并且可减少模具因工艺中施加压力所造成的损耗。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种制备粉末冶金工件的方法，其制备的工件具有高密度及高硬度的功效。为达成上述的目的，本专利技术的制备粉末冶金工件的方法，其步骤包括:提供一第一粉末，第一粉末的硬度实质小于250HV,平均粒径实质在20 μ m以下；将第一粉末和一第二粉末混合成一混合粉末，混合粉末的成分包括碳、铬、铁，以及选自于钥、镍、铜、银、钥;、鹤、硅、钴和锰所组成的群组；对混合粉末添加一黏结剂和水；对混合粉末施以一喷雾造粒工艺，以形成一喷雾造粒粉末；对喷雾造粒粉末施以一干压成形工艺，使喷雾造粒粉末形成一生胚；将该生胚烧结成一工件，工件的硬度高于250HV。其中，该方法更包括以下步骤:对该喷雾造粒粉末添加一润滑剂；其中对该喷雾造粒粉末添加一润滑剂的步骤进行于该干压成形工艺前。其中，对该生胚施以一脱脂工艺的步骤，进行于对该喷雾造粒粉末添加一润滑剂，以及该干压成形工艺后，以去除该润滑剂。其中，烧结经过该脱脂工艺后的该胚体的环境为一真空或含氢的环境。其中，该第一粉末的硬度小于100HV。其中，该干压成形工艺的温度小于160°C。其中，该生胚的生胚密度大于6.3g/cm3。其中，该铁的元素粉末的来源为羰基铁粉，该羰基铁粉的碳含量为0.10wt%以下。其中，该混合粉末中的碳的重量百分比范围为0.07wt%以下，铬的重量百分比范围为15至18wt%。并且，本专利技术提出一种制备粉末冶金工件的方法，步骤包括:提供一第一粉末，该第一粉末的硬度小于250HV,平均粒径在20 μ m以下,该第一粉末为一含铬的预合金粉末；将该第一粉末和一第二粉末混合成一混合粉末，在该混合粉末中，该含铬的预合金粉末的重量百分比占最大的比例，该混合粉末中的碳的重量百分比范围为0.07wt%以下或0.81wt%以上,铬的重量百分比范围为3.5至18wt%,钥的重量百分比范围为6wt%以下，镍的重量百分比范围为5wt%以下，铜的重量百分比范围为5wt%以下，铌的重量百分比范围为4wt%以下凡的重量百分比范围为5.5wt%以下,钴的重量百分比范围为5.5wt%以下,鹤的重量百分比范围为13wt%以下，硅的重量百分比范围为0.1至lwt%，锰的重量百分比范围为 0.1 至 lwt% ；对该混合粉末添加一黏结剂和水；对该混合粉末施以一喷雾造粒工艺，以形成一喷雾造粒粉末；对该喷雾造粒粉末施以一干压成形工艺，使该喷雾造粒粉末形成一生胚；对该生胚施以一脱脂工艺以去除该黏结剂，并使该生胚形成一胚体；以及将该胚体烧结成一工件，该工件的硬度高于250HV，烧结密度大于7.4g/cm3。其中，该方法更包括以下步骤:对该喷雾造粒粉末添加一润滑剂；其中对该喷雾造粒粉末添加一润滑剂的步骤是进行于该干压成形工艺前。其中，对该生胚施以一脱脂工艺的步骤，系进行于对该喷雾造粒粉末添加一润滑齐U，以及该干压成形工艺后，以去除该润滑剂。其中，烧结经过该脱脂工艺后的该胚体的环境为一真空或含氢的环境。其中，该第一粉末的硬度小于200HV。其中，该干压成形工艺的温度小于160°C。其中，该生胚的生胚密度大于6.3g/cm3。其中，该含铬的预合金粉末的碳含量为0.05wt%以下。其中，该混合粉末中的碳的重量百分比范围为0.07wt%以下，铬的重量百分比范围为15至18wt%。另外，本专利技术提出一种工件，依据上述的制备粉末冶金工件的方法所制成。【附图说明】图1为依据本专利技术的制备粉末冶金工件的方法的流程图。图2为依据本专利技术的制备粉末冶金工件的一实施例的方法的喷雾造粒粉末的照片。其中，附图标记说明:10:喷雾造粒粉末步骤101:提供一第一粉末步骤102:将第一粉末和第二粉末混合成一混合粉末步骤103:对混合粉末添加一黏结剂和水步骤104:对混合粉末施以喷雾造粒工艺，以形成喷雾造粒粉末步骤105:对喷雾造粒粉末添加润滑剂步骤106:对喷雾造粒粉末施以干压成形工艺，使喷雾造粒粉末形成一生胚步骤107:对生胚施以脱脂工艺，以去除润滑剂和黏结剂，并使生胚形成一胚体步骤108:将胚体烧结成一工件【具体实施方式】为让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出本专利技术的具体实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。以下请一并参考图1和图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备粉末冶金工件的方法，其特征在于，该方法的步骤包括：提供一第一粉末，该第一粉末的硬度小于250HV，平均粒径在20μm以下，该第一粉末为一铁的元素粉末；将该第一粉末和一第二粉末混合成一混合粉末，在该混合粉末中，该铁的元素粉末的重量百分比占最大的比例，该混合粉末中的碳的重量百分比范围为0.07wt%以下或0.81wt%以上，铬的重量百分比范围为3.5至18wt%，钼的重量百分比范围为6wt%以下，镍的重量百分比范围为5wt%以下，铜的重量百分比范围为5wt%以下，铌的重量百分比范围为4wt%以下，钒的重量百分比范围为5.5wt%以下，钴的重量百分比范围为5.5wt%以下，钨的重量百分比范围为13wt%以下，硅的重量百分比范围为0.1至1wt%，锰的重量百分比范围为0.1至1wt%；对该混合粉末添加一黏结剂和水；对该混合粉末施以一喷雾造粒工艺，以形成一喷雾造粒粉末；对该喷雾造粒粉末施以一干压成形工艺，使该喷雾造粒粉末形成一生胚；对该生胚施以一脱脂工艺，以去除该黏结剂，并使该生胚形成一胚体；以及将该胚体烧结成一工件，该工件的硬度高于250HV，烧结密度大于7.4g/cm3。

【技术特征摘要】
2012.07.31 TW 1011275861.一种制备粉末冶金工件的方法，其特征在于，该方法的步骤包括: 提供一第一粉末，该第一粉末的硬度小于250HV,平均粒径在20 μ m以下,该第一粉末为一铁的元素粉末； 将该第一粉末和一第二粉末混合成一混合粉末，在该混合粉末中，该铁的兀素粉末的重量百分比占最大的比例，该混合粉末中的碳的重量百分比范围为0.07wt%以下或0.81wt%以上，铬的重量百分比范围为3.5至18wt%，钥的重量百分比范围为6wt%以下，镍的重量百分比范围为5wt%以下，铜的重量百分比范围为5wt%以下，铌的重量百分比范围为4wt%以下，钒的重量百分比范围为5.5wt%以下，钴的重量百分比范围为5.5wt%以下，钨的重量百分比范围为13wt%以下，硅的重量百分比范围为0.1至lwt%，锰的重量百分比范围为0.1至 lwt% ； 对该混合粉末添加一黏结剂和水； 对该混合粉末施以一喷雾造粒工艺，以形成一喷雾造粒粉末； 对该喷雾造粒粉末施以一干压成形工艺，使该喷雾造粒粉末形成一生胚； 对该生胚施以一脱脂工艺，以去除该黏结剂，并使该生胚形成一胚体；以及 将该胚体烧结成一工件，该工件的硬度高于250HV，烧结密度大于7.4g/cm3。2.根据权利要求1所述的制备粉末冶金工件的方法，其特征在于，更包括以下步骤: 对该喷雾造粒粉末添加一润滑剂；其中对该喷雾造粒粉末添加一润滑剂的步骤进行于该干压成形工艺前。3.根据权利要求2所述的制备粉末冶金工件的方法，其特征在于，对该生胚施以一脱脂工艺的步骤，进行于对该喷雾造粒粉末添加一润滑剂，以及该干压成形工艺后，以去除该润滑剂。4.根据权利要求3所述的制备粉末冶金工件的方法，其特征在于，烧结经过该脱脂工艺后的该胚体的环境为一真空或含氢的环境。5.根据权利要求1所述的制备粉末冶金工件的方法，其特征在于，该第一粉末的硬度小于IOOHV。6.根据权利要求1所述的制备粉末冶金工件的方法，其特征在于，该干压成形工艺的温度小于160 °C。7.根据权利要求1所述的制备粉末冶金工件的方法，其特征在于，该生胚的生胚密度大于 6.3g/cm308.根据权利要求1所述的制备粉末冶金工件的方法，其特征在于，该铁的元素粉末的来源为羰基铁粉，该羰基铁粉的碳含量为0.10wt%以下。9.根据权利要求1所述的制备粉末冶金工件的方法，其特征在于，该混合粉末中的碳的重量百分比范围为0.07wt%以下，铬的重量百分比范围为15至18wt%。10.一种制备粉末冶金工件...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄坤祥，
申请(专利权)人：台耀科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：