一种高强耐磨耐高温汽车叶片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强耐磨耐高温汽车叶片及其制备方法，制备方法为：将基体材料粉末、Co

【技术实现步骤摘要】
一种高强耐磨耐高温汽车叶片及其制备方法


[0001]本专利技术属于粉末冶金领域，尤其涉及一种高强耐磨耐高温汽车叶片及其制备方法。

技术介绍

[0002]常规汽车叶片一般是通过机械加工成型的方式制得，但是这种加工方式的缺点是材料利用率低，这就使得汽车叶片的制造成本大大增加。粉末冶金技术是通过利用金属粉末作为原料经过成型和烧结制备各种类型制品的技术，而通过粉末冶金的方式制造的汽车叶片精度高、材料利用率高、制造成本低等优点迅速得到汽车市场的青睐，成为一种主流的汽车叶片制造方式。
[0003]粉末冶金方式制造叶片常用的粉末材料有铁基、镍基。铁基材料如HK30价格便宜，但其高温稳定性较差不能满足长期在高温环境中的工作条件；镍基材料如Inconel 713LC虽然具有较好的高温稳定性，但是其价格昂贵，限制其应用。因此，开发出一种成本低廉且具有一定高温稳定性的汽车叶片材料具有重要意义。
[0004]Co
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Cr
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Mo系合金在高温下具有较高的强度、抗氧化能力好、高温稳定性好等优点，常作为各种高温环境零部件表面涂层使用。目前，常采用激光熔覆、等离子熔覆、热喷涂等技术在金属表面制备出Co
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Cr
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Mo系合金涂层，但存在两个问题：第一，由于其制备过程中有大量热量输出导致基体变形，涂层内应力大产生微裂纹，导致零部件使用过程中涂层剥落；第二，只能在结构简单的大型零部件表面制备Co
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Cr
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Mo系合金层，完全不能在较小的复杂异性零部件表面制备Co
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Cr
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Mo系合金涂层。
[0005]迄今为止，现有技术中，还未有将Co
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Cr
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Mo系合金涂层应用于汽车叶片的报道！

技术实现思路

[0006]本专利技术为解决上述现有技术不足，本专利技术的目的在于提供一种高强耐磨耐高温汽车叶片及其制备方法；所述制备方法，工艺简单、制作成本低，可在各种异型汽车叶片表面制备具有一定厚度Co
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Cr
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Mo系合金高强耐磨耐高温包覆层；所制备的包覆层厚度均匀、与基体结合性好，包覆层具有一定硬度而内部基体材料具有一定塑性，汽车叶片具有优异的高温强度，有利于提高汽车叶片的综合性能。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]本专利技术一种高强耐磨耐高温汽车叶片的制备方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一
[0010]将基体粉末与粘结剂A混炼、制粒获得基体材料喂料；将包覆层粉末与粘结剂B混炼、制粒，获得包覆层喂料，所述包覆层粉末为Co
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Cr
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Mo系合金粉末；
[0011]步骤二
[0012]将基体材料喂料注入模具型腔，冷却，获得基体生坯，再于基体生坯表面注入包覆层喂料；获得复合结构生坯；
[0013]步骤三
[0014]将复合结构生坯先于硝酸气氛下进行催化脱脂，再于保护气氛下进行热脱脂，获得预烧结坯体；预烧结坯体进行烧结即得叶片制品。
[0015]优选的方案，所述基体粉末为铁基合金粉末；所述铁基合金粉末选自低碳钢粉末、不锈钢粉末、耐热钢粉末中的一种。
[0016]优选的方案，所述基体粉末的粒径为5～50μm，优选10
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30μm，进一步的优选10～20μm。
[0017]在本专利技术中，基体粉末、包覆层粉末优选采用气雾化制备的粉末。
[0018]优选的方案，所述包覆层粉末，按质量百分比计，其成份组成为：Co：40
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60％、Cr：6
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16％、Mo：26
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34％、Al：0
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2％、Cu：0
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2％、Si：0
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1％。
[0019]本专利技术中，包覆层粉末为Co
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Cr
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Mo系合金，基于基体粉末的特性，本专利技术对包覆层粉末的成分进行调控，使其能够满足与基体粉末具有相近的物理性能，在相同的烧结温度下有着较为接近的收缩率，以达到提高与基体的结合强度的目的。
[0020]进一步的优选，所述包覆层粉末，按质量百分比计，其成份组成为：Co：50
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60％、Cr：6
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12％、Mo：26
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32％、Al：0.2
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1.8％、Cu：0.2
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1.8％、Si：0.1
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1％。
[0021]更进一步的优选，所述包覆层粉末，按质量百分比计，其成份组成为：Co：50
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55％、Cr：8
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12％、Mo：28
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32％、Al：0.5
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1.5％、Cu：0.5
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1.5％、Si：0.2
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1％。
[0022]优选的方案，所述包覆层粉末的粒径≤30μm，优选为5～25μm，进一步的优选10～20μm。
[0023]优选的方案，所述粘结剂A与粘结剂B，按质量百分比计，其组成均如下：聚甲醛(POM)70～90％；聚乙烯(PP)或聚丙烯(PE)6～12％；聚乙烯蜡1～4％；聚烯烃弹性体(POE)1～5％；巴斯夫1098抗氧化剂0.2～1％；硬脂酸(SA)0.2～1％。
[0024]优选的方案，所述基体材料喂料中，基体粉末与粘结剂A的体积比为35～65：65～35；
[0025]所述包覆层喂料中，包覆层粉末与粘结剂B的体积比为35～65：65～35。
[0026]优选的方案，步骤一中，所述基体粉末与粘结剂A混炼的温度为120～160℃，时间为1～4h，混炼时混炼机转速为80～120r/min。
[0027]优选的方案，步骤一中，所述包覆层粉末与粘结剂B混炼的温度为120～160℃，时间为1～4h，混炼时混炼机转速为80～120r/min。
[0028]优选的方案，步骤二中，基体材料喂料注入模具型腔时，注射温度为160～180℃、注射压力为50～110MPa、注射速度为40～60g/s、模具温度为120～140℃。
[0029]在本专利技术中，在注射成形机中先将基体材料喂料注入到所设计的模具型腔中，等喂料冷却后，使活动型芯后退，然后基体材料表面注入包覆层喂料。
[0030]优选的方案，步骤二中，基体材料喂料的注入量为模具型腔容积的40％～60％，包覆层喂料注入量为模具型腔容积的40％～60％。
[0031]本专利技术中，通过设计的模具以及注射量，最终有效的控制包覆层的厚度，并使包覆层的厚度可调。
[0032]优选的方案，步骤二中，基体生坯表面注入包覆层喂料时，注射温度为160～180℃、注射压力为50～110MPa、注射速度为40～60g/s、模具温度为120～140℃。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强耐磨耐高温汽车叶片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一将基体粉末与粘结剂A混炼、制粒获得基体材料喂料；将包覆层粉末与粘结剂B混炼、制粒，获得包覆层喂料，所述包覆层粉末为Co
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Cr
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Mo系合金粉末；步骤二将基体材料喂料注入模具型腔，冷却，获得基体生坯，再于基体生坯表面注入包覆层喂料；获得复合结构生坯；步骤三将复合结构生坯先于硝酸气氛下进行催化脱脂，再于保护气氛下进行热脱脂，获得预烧结坯体；预烧结坯体进行烧结即得叶片制品。2.根据权利要求1所述的一种高强耐磨耐高温汽车叶片的制备方法，其特征在于：所述基体粉末为铁基合金粉末；所述铁基合金粉末选自低碳钢粉末、不锈钢粉末、耐热钢粉末中的一种；所述基体粉末的粒径为5～50μm。3.根据权利要求1所述的一种高强耐磨耐高温汽车叶片的制备方法，其特征在于：所述包覆层粉末，按质量百分比计，其成份组成为：Co：40
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60％、Cr：6
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16％、Mo：26
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34％、Al：0
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2％、Cu：0
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2％、Si：0
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1％；所述包覆层粉末的粒径≤30μm。4.根据权利要求1所述的一种高强耐磨耐高温汽车叶片的制备方法，其特征在于：所述粘结剂A与粘结剂B，按质量百分比计，其组成均如下：POM 70～90％；PP或PE 6～12％；聚乙烯蜡1～4％；POE 1～5％；巴斯夫1098抗氧化剂0.2～1％；SA 0.2～1％；所述基体材料喂料中，基体粉末与粘结剂A的体积比为35～65：65～35；所述包覆层喂料中，包覆层粉末与粘结剂B的体积比为35～65：65～35。5.根据权利要求1所述的一种高强耐磨耐高温汽车叶片的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述基体粉末与粘结剂A混炼的温度为120～160℃，时间为1～4h，混炼时混炼机转速为80～120r/min；步骤一中，所述包覆层粉末与粘结剂B混炼的温度为120～160℃，时间为1～4h，混炼时混炼机转速为80～120r/min。6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：余勇，李益民，胡幼华，何浩，常智敏，王霄，
申请(专利权)人：湖南英捷高科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：