權(quán)利要求

1.一種粉末冶金材料，其特征在于，按重量百分比計，包括：

C：0.9～1.2wt.%，Cr：19～22wt.%，Ni：1～5wt.%，Mo：2～5wt.%，Cu：0～3wt.%，V：0.5～1.2wt.%，Si：0.7～1wt.%，Nb：0～1wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

2.如權(quán)利要求1所述的粉末冶金材料，其特征在于，所述粉末冶金材料按重量百分比計，包括：

C：1.0～1.1wt.%，Cr：20～20.5wt.%，Ni：3～3.5wt.%，Mo：3.5～3.8wt.%，Cu：2～3wt.%，V：0.8～1.1wt.%，Si：0.9～1wt.%，Nb：0.5wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

3.如權(quán)利要求1所述的粉末冶金材料，其特征在于，所述粉末冶金材料按重量百分比計，包括：

C：1.1wt.%，Cr：20.5wt.%，Ni：3.5wt.%，Mo：3.8wt.%，V：1.1wt.%，Cu：3wt.%，Si：0.9wt.%，Nb：0.5wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

4.如權(quán)利要求1所述的粉末冶金材料，其特征在于：所述粉末冶金材料的粒度為0.5～15μm。

5.一種高溫軸套的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

將權(quán)利要求1所述的粉末冶金材料與有機(jī)粘接劑均勻混合并加熱至有機(jī)粘接劑融化，經(jīng)混煉使有機(jī)粘接劑均勻附著于所述粉末冶金材料，再經(jīng)冷卻破碎得到顆粒狀喂料;

將所述顆粒狀喂料通過注射成型得到成型坯;

將所述成型坯依次進(jìn)行脫脂、燒結(jié)和機(jī)加工，得到所述高溫軸套。

6.如權(quán)利要求5所述的高溫軸套的制備方法，其特征在于：所述粉末冶金材料與所述有機(jī)粘接劑的質(zhì)量比為(80～90)：(10～20)。

7.如權(quán)利要求6所述的高溫軸套的制備方法，其特征在于：所述粉末冶金材料與所述有機(jī)粘接劑的質(zhì)量比為85：15，所述有機(jī)粘接劑為聚烯烴類熱塑性彈性體、石蠟和硬脂酸的混合物。

8.如權(quán)利要求5所述的高溫軸套的制備方法，其特征在于，將所述成型坯進(jìn)行脫脂，具體包括：

將所述成型坯置于脫脂爐，并在90-100℃進(jìn)行催化脫脂，得到去除有機(jī)粘接劑的脫脂坯。

9.如權(quán)利要求8所述的高溫軸套的制備方法，其特征在于，將所述成型坯進(jìn)行燒結(jié)，具體包括：

將所述脫脂坯置于真空燒結(jié)爐，并在1250-1350℃下進(jìn)行燒結(jié)，得到相對密度不小于95%的坯材。

10.一種高溫軸套，其特征在于：所述高溫軸套由權(quán)利要求5-9任一項所述的制備方法制備得到。

說明書

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本申請涉及粉末冶金材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種粉末冶金材料、高溫軸套及其制備方法。

背景技術(shù)

[0002]目前，EGR(Exhaust Gas Re-circulation，廢氣再循環(huán))閥的閥體中間為發(fā)動機(jī)廢氣通道，工作溫度始終保持高溫，最高達(dá)750℃，中心軸安裝在垂直于氣流通道方向的中心，其上下兩端均與軸套間隙配合，兩個軸套均與閥體過盈壓緊，閥片與中心軸固定連接，當(dāng)EGR閥工作時，中心軸在可控力矩驅(qū)動下做有限幅度地轉(zhuǎn)動，帶動閥片同步轉(zhuǎn)動，以調(diào)節(jié)通道開度，轉(zhuǎn)動時，中心軸與軸套滑動摩擦。此外，中心軸還會軸向竄動，且閥片與軸同步動作，閥片上下沿會沖擊軸套端面并與之摩擦。因此，基于功能需要，軸套需具有良好的高溫耐磨性、強(qiáng)度及耐腐蝕性。

[0003]相關(guān)技術(shù)中，粉末冶金軸套多采用300系或400系不銹鋼粉末經(jīng)過冷壓燒結(jié)制成。但是，上述粉末冶金材料制得的軸套高溫耐磨性較低，且表觀硬度不足，在高溫工況下會產(chǎn)生異常磨損，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)精度喪失、影響功能。

發(fā)明內(nèi)容

[0004]本申請?zhí)峁┮环N粉末冶金材料、高溫軸套及其制備方法，以解決相關(guān)技術(shù)中粉末冶金材料制得的軸套高溫耐磨性較低，且表觀硬度不足的問題。

[0005]第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N粉末冶金材料，按重量百分比計，包括：

[0006]C：0.9～1.2wt.%，Cr：19～22wt.%，Ni：1～5wt.%，Mo：2～5wt.%，Cu：0～3wt.%，V：0.5～1.2wt.%，Si：0.7～1wt.%，Nb：0～1wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

[0007]結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，上述粉末冶金材料按重量百分比計，包括：

[0008]C：1.0～1.1wt.%，Cr：20～20.5wt.%，Ni：3～3.5wt.%，Mo：3.5～3.8wt.%，Cu：2～3wt.%，V：0.8～1.1wt.%，Si：0.9～1wt.%，Nb：0.5wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

[0009]結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，上述粉末冶金材料按重量百分比計，包括：

[0010]C：1.1wt.%，Cr：20.5wt.%，Ni：3.5wt.%，Mo：3.8wt.%，V：1.1wt.%，Cu：3wt.%，Si：0.9wt.%，Nb：0.5wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

[0011]結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，上述粉末冶金材料按重量百分比計，包括：

[0012]C：1wt.%，Cr：20wt.%，Ni：3wt.%，Mo：3.5wt.%，Cu：2wt.%，V：0.8wt.%，Si：1wt.%，Nb：0.5wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)

[0013]結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，上述粉末冶金材料按重量百分比計，包括：

[0014]C：1.2wt.%，Cr：22wt.%，Ni：5wt.%，Mo：5wt.%，V：1.2wt.%，Si：0.7wt.%，Nb：1wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

[0015]結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，上述粉末冶金材料按重量百分比計，包括：

[0016]C：0.9wt.%，Cr：19wt.%，Ni：1wt.%，Mo：2wt.%，V：0.5wt.%，Si：1wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

[0017]結(jié)合第一方面，在一種實施方式中，上述粉末冶金材料的粒度為0.5～15μm。

[0018]第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N高溫軸套的制備方法，上述高溫軸套的制備方法具體包括：

[0019]將上述的粉末冶金材料與有機(jī)粘接劑均勻混合并加熱至有機(jī)粘接劑融化，經(jīng)混煉使有機(jī)粘接劑均勻附著于上述粉末冶金材料，再經(jīng)冷卻破碎得到顆粒狀喂料;

[0020]將上述顆粒狀喂料通過注射成型得到成型坯;

[0021]將上述成型坯依次進(jìn)行脫脂、燒結(jié)和機(jī)加工，得到上述高溫軸套。

[0022]結(jié)合第二方面，在一種實施方式中，上述粉末冶金材料與上述有機(jī)粘接劑的質(zhì)量比為(80～90)：(10～20)。

[0023]結(jié)合第二方面，在一種實施方式中，上述粉末冶金材料與上述有機(jī)粘接劑的質(zhì)量比為85：15，上述有機(jī)粘接劑為聚烯烴類熱塑性彈性體、石蠟和硬脂酸的混合物。

[0024]結(jié)合第二方面，在一種實施方式中，將上述成型坯進(jìn)行脫脂，具體包括：

[0025]將上述成型坯置于脫脂爐，并在90-100℃進(jìn)行催化脫脂，得到去除有機(jī)粘接劑的脫脂坯。

[0026]結(jié)合第二方面，在一種實施方式中，將上述成型坯進(jìn)行燒結(jié)，具體包括：

[0027]將上述脫脂坯置于真空燒結(jié)爐，并在1250-1350℃下進(jìn)行燒結(jié)，得到相對密度不小于95%的坯材。

[0028]第三方面，本申請?zhí)峁┝艘环N高溫軸套，上述高溫軸套由上述的制備方法制備得到

[0029]本申請的粉末冶金材料、高溫軸套及其制備方法，由于Cr具有提供材料耐腐蝕性、高溫強(qiáng)度的基礎(chǔ)作用，通過增加Cr的含量，還可進(jìn)一步加大鉻的碳化物形成，以增加材料整體強(qiáng)度并改善抗氧化性;通過Ni可提高熱力學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化性，且具有使Fe-Cr-Ni(Mo)系高強(qiáng)度材料保持延性和韌性的作用;增加Mo含量，通過固溶強(qiáng)化提高高溫強(qiáng)度、抗蠕變性能，可以減少確保鈍化所需的氧化強(qiáng)度，并可降低鈍化膜的剝落傾向，以提高抗氧化、點(diǎn)蝕、間隙腐蝕性能;此外，通過V可增加碳化物的形成，增加耐磨性、熱強(qiáng)性，提升抗蠕變性能。因此，通過精確控制Cr、Ni、Mo、V的含量，可獲得足夠的高溫耐磨性、耐腐蝕性及高溫穩(wěn)定性，能解決相關(guān)技術(shù)中粉末冶金材料制得的軸套高溫耐磨性較低，且表觀硬度不足的問題。

附圖說明

[0030]為了更清楚地說明本申請實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

[0031]圖1為本申請實施例提供的高溫軸套的制備方法的流程圖。

具體實施方式

[0032]為使本申請的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本申請的實施例對本申請的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本申請的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。

[0033]本申請實施例提供一種粉末冶金材料，該粉末冶金材料中，Cr具有提供材料耐腐蝕性、高溫強(qiáng)度的基礎(chǔ)作用，通過增加Cr的含量，還可進(jìn)一步加大鉻的碳化物形成，以增加材料整體強(qiáng)度并改善抗氧化性;通過Ni可提高熱力學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化性，且具有使Fe-Cr-Ni(Mo)系高強(qiáng)度材料保持延性和韌性的作用;增加Mo含量，通過固溶強(qiáng)化提高高溫強(qiáng)度、抗蠕變性能，可以減少確保鈍化所需的氧化強(qiáng)度，并可降低鈍化膜的剝落傾向，以提高抗氧化、點(diǎn)蝕、間隙腐蝕性能;此外，通過V可增加碳化物的形成，增加耐磨性、熱強(qiáng)性，提升抗蠕變性能。通過精確控制Cr、Ni、Mo、V的含量，以獲得足夠的高溫耐磨性、耐腐蝕性及高溫穩(wěn)定性，能解決相關(guān)技術(shù)中粉末冶金材料制得的軸套高溫耐磨性較低，且表觀硬度不足的問題。

[0034]本申請?zhí)峁┑姆勰┮苯鸩牧希粗亓堪俜直扔?，包括?

[0035]C：0.9～1.2wt.%，Cr：19～22wt.%，Ni：1～5wt.%，Mo：2～5wt.%，Cu：0～3wt.%，V：0.5～1.2wt.%，Si：0.7～1wt.%，Nb：0～1wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

[0036]本申請?zhí)峁┑囊恍嵤├?，上述粉末冶金材料按重量百分比計，包括?

[0037]C：1.0～1.1wt.%，Cr：20～20.5wt.%，Ni：3～3.5wt.%，Mo：3.5～3.8wt.%，Cu：2～3wt.%，V：0.8～1.1wt.%，Si：0.9～1wt.%，Nb：0.5wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

[0038]本實施例中，配入更高的Cr和Mo，以增加材料強(qiáng)度、耐腐蝕性乃至改善軸套高溫耐磨性，Cr、Mo屬促進(jìn)形成鐵素體元素，C、Ni屬奧氏體形成元素，Cr、Mo含量增加，將縮小奧氏體相區(qū)，因此，為避免促使δ鐵素體的形成而產(chǎn)生不利影響，同時加入一定量的Ni，并在高碳含量下，共同作用平衡相成分，以優(yōu)化材料性能。進(jìn)一步地，配合加入一定量的V，以提高熱強(qiáng)性、增加高溫耐磨性。即，通過增加Cr、Ni、Mo、V的含量，各組分共同作用，實現(xiàn)提高材料高溫強(qiáng)度、回火穩(wěn)定性和耐腐蝕性能的目的，以滿足制得零件高溫工況下耐磨、耐腐蝕的功能要求。

[0039]進(jìn)一步地，隨著C、Cr、Mo，V含量的增加，上述粉末冶金材料制得的零件耐腐蝕性和耐磨性均較好。然而，在C、Cr和Mo的含量過高時，即使Ni含量達(dá)到5wt.%，零件整體性能提升速率仍然趨于平緩，且過高的元素添加比例，還會影響零件機(jī)加工的工藝性，導(dǎo)致機(jī)加工的工藝性降低，綜合成本提高。因此，優(yōu)選地，上述粉末冶金材料按重量百分比計，包括：

[0040]C：1.1wt.%，Cr：20.5wt.%，Ni：3.5wt.%，Mo：3.8wt.%，Cu：3wt.%，V：1.1wt.%，Si：0.9wt.%，Nb：0.5wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

[0041]在上述實施例的基礎(chǔ)上，本實施例中，上述粉末冶金材料的粒度為0.5～15μm。

[0042]本實施例中，通過將粉末冶金材料的粒度控制在0.5～15μm，更有利于后續(xù)加工時有機(jī)粘接劑的均勻附著。

[0043]本實施例中，上述粉末冶金材料，以440預(yù)合金粉作為基礎(chǔ)粉，再以中間合金(如Cr、Mo、V、Nb等)形式或者元素粉(如Ni、石墨)形式加入合金元素，并配齊成分。

[0044]可選地，上述440預(yù)合金粉按其重量百分比計，包括：C：0.75～1.2wt.%，Cr：16～18wt.%，Ni：0～0.5wt.%，Mo：0.5～0.75wt.%，Si：0.7～1.2wt.%，Nb：0～1wt.%。

[0045]可選地，Cr以鉻鐵中間合金的形式加入，Mo以鉬鐵中間合金的形式加入，V以釩鐵中間合金的形式加入。

[0046]可選地，Cu以元素粉的形式加入。

[0047]本實施例的粉末冶金材料，合金元素通過混合形式加入，即既有合金化粉形式，又有元素粉形式，可有效提高材料的強(qiáng)度、耐腐蝕性、高溫性能。此外，部分元素含量以合金狀態(tài)加入，可使合金化更加充分。

[0048]本實施例中，燒結(jié)過程以固相反應(yīng)和變化為主，與鑄造過程相比，元素添加量對440基礎(chǔ)材質(zhì)的組織類型影響較小，且本實施例所用的元素添加量對440基礎(chǔ)材質(zhì)鉻當(dāng)量、鎳當(dāng)量的平衡影響較小。

[0049]一些實施例中，可采用440不銹鋼金屬粉末制備軸套，440屬于高碳高鉻馬氏體型不銹鋼，可通過熱處理穩(wěn)定獲得馬氏體型組織，其特點(diǎn)是高強(qiáng)度和高硬度。但是，其體心立方晶體結(jié)構(gòu)，在超過600℃的高溫下，強(qiáng)度會急劇下降而影響耐磨性，1000h發(fā)動機(jī)熱機(jī)臺架，軸套軸向磨損量接近1.2mm，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)精度喪失，進(jìn)而影響EGR閥的功能。此外，其在特定高溫腐蝕工況下耐腐蝕性、延性也相對不足。

[0050]本實施例中，在440不銹鋼基礎(chǔ)上，增加和配置合金元素含量，可提升材料耐腐蝕和耐磨性，達(dá)到匹配工況的能力，具體地，本實施例的軸套用于重型柴油發(fā)動機(jī)高溫EGR閥，可適用于高溫(大于700℃)、高流速壓力氣體、柴油燃燒氣體介質(zhì)、無潤滑滑動摩擦工況，經(jīng)過1000h發(fā)動機(jī)熱機(jī)臺架，軸套與閥片之間的磨損量不超過0.5mm，滿足產(chǎn)品設(shè)計要求，解決了前述技術(shù)問題。

[0051]如圖1所示，本申請?zhí)峁┮环N高溫軸套的制備方法的實施例，該制備方法包括以下步驟：

[0052]S1.將上述的粉末冶金材料與有機(jī)粘接劑均勻混合并加熱至有機(jī)粘接劑融化，經(jīng)混煉使有機(jī)粘接劑均勻附著于上述粉末冶金材料，再經(jīng)冷卻破碎得到顆粒狀喂料;

[0053]S2.將上述顆粒狀喂料通過MIM(Metal Powder Injection Molding Technology，金屬注射成型技術(shù))注射成型得到成型坯;

[0054]S3.將上述成型坯依次進(jìn)行脫脂、燒結(jié)和機(jī)加工，得到上述高溫軸套。

[0055]本實施例中，固體金屬粉末的粒度為0.5～15μm，上述粉末冶金材料與有機(jī)粘接劑均勻混合，加熱到一定溫度至有機(jī)粘接劑融化，并使粉末冶金材料均勻地被有機(jī)粘接劑涂覆，再冷卻破碎形成顆粒狀喂料。有機(jī)粘接劑在受熱時具有流變性和潤滑性，即有機(jī)粘接劑起載體作用，在后續(xù)注射時可帶動粉末冶金材料流動、充型，其與粉末冶金材料不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，且易于脫除。

[0056]可選地，還可以預(yù)合金化馬氏體型不銹鋼粉為基粉，配以符合上述粉末冶金材料成分配比的其他粉末，其他粉末主要以元素粉形式加入。

[0057]進(jìn)一步地，顆粒狀喂料在注射機(jī)料筒內(nèi)被加熱成具有流變性的塑性物料(150℃左右)，在適當(dāng)注射壓力下注入模具型腔中，得到成型坯。注射口布置在軸套外壁或者大端，還可一型多件提高效率。

[0058]本實施例中，粉末冶金材料屬孔隙材料，是非致密的，其孔隙占比越小，即越致密，通常用相對密度衡量，即實際密度與理論密度之比。由于高含量的合金元素會降低粉末壓縮性、從而降低材料密度、對力學(xué)性能有抵消作用。

[0059]因此，通過將上述粉末冶金材料得到的顆粒狀喂料經(jīng)過MIM注射成型，一方面，不僅可提高成型坯的致密度，使相對密度≥95%、接近全致密，還可有效提高制得零件的表觀硬度，也即提高了強(qiáng)度、耐磨性，改善力學(xué)性能。另一方面，消減了粉末料壓縮性影響密度的顧慮，部分合金元素可以以預(yù)合金化狀態(tài)為主加入，并通過燒結(jié)，使合金化更加充分，進(jìn)一步改善最終零件的耐腐蝕性。

[0060]本申請?zhí)峁┑囊恍嵤├校鲜龇勰┮苯鸩牧吓c上述有機(jī)粘接劑的質(zhì)量比為(80～90)：(10～20)。

[0061]進(jìn)一步地，上述粉末冶金材料與上述有機(jī)粘接劑的質(zhì)量比為85：15，上述有機(jī)粘接劑為聚烯烴類熱塑性彈性體、石蠟和硬脂酸的混合物。

[0062]本申請?zhí)峁┑囊恍嵤├?，上述步驟S3中，將上述成型坯進(jìn)行脫脂，具體包括：

[0063]將上述成型坯置于脫脂爐，并在90-100℃進(jìn)行催化脫脂，使有機(jī)粘接劑分解并脫除，得到去除有機(jī)粘接劑的脫脂坯。

[0064]本申請?zhí)峁┑囊恍嵤├?，上述步驟S3中，將上述成型坯進(jìn)行燒結(jié)，具體包括：

[0065]將上述脫脂坯置于真空燒結(jié)爐，并在1250-1350℃下進(jìn)行燒結(jié)，以實現(xiàn)充分合金化和致密化，得到具有金屬強(qiáng)度的毛坯，且其相對密度不小于95%。

[0066]可選地，上述燒結(jié)后的坯材可通過機(jī)加工得到高溫軸套，或者通過整形得到高溫軸套。

[0067]其中，可通過機(jī)加工對零件端面、內(nèi)孔和外圓進(jìn)行少量車削，達(dá)到零件幾何精度要求，或者通過整形替代機(jī)加工，即在模具中，通過壓力實現(xiàn)少量變形，達(dá)到幾何精度。

[0068]本實施例中，基于Cr對耐腐蝕性的基礎(chǔ)作用，再增加Cr含量可相應(yīng)加大鉻的碳化物形成，以相應(yīng)地改善抗氧化性提高耐腐蝕性;通過Ni提高熱力學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化性，且具有使Fe-Cr-Ni(Mo)系高強(qiáng)度材料保持延性和韌性;增加Mo含量以強(qiáng)化材料，且還可增加熱強(qiáng)性、回火穩(wěn)定性，并促進(jìn)鈍化作用，改善耐腐蝕性;添加V在高溫?zé)Y(jié)條件下產(chǎn)生合金化形成碳化物，提高材料熱強(qiáng)性和高溫穩(wěn)定性，乃至改善高溫耐磨性。

[0069]本實施例的制備方法，利用MIM工藝優(yōu)勢，即對合金元素在原料粉中的化合狀態(tài)不敏感，既可以用合金化的原料粉，也可以采用元素粉的形式，配合以預(yù)合金化原料粉的方式加入合金元素，即在馬氏體型不銹鋼配方基礎(chǔ)上，增加Cr、Ni、Mo、V合金元素含量，并通過燒結(jié)，使合金化更充分，不僅可改善強(qiáng)度并提高高溫耐腐蝕性、高溫穩(wěn)定性，還可實現(xiàn)軸套的高密度，以通過提高致密度提升強(qiáng)度、改善高溫耐磨性。

[0070]本申請還提供一種高溫軸套的實施例，其特征在于：上述高溫軸套由上述的制備方法制備得到。

[0071]本實施例中，該高溫軸套的密度≥7.3g/cm3，表觀硬度≥228HV5。將該高溫軸套應(yīng)用于商用車重型柴油發(fā)動機(jī)用高溫EGR閥時，使用1000h發(fā)動機(jī)熱機(jī)臺架后，軸套與閥片之間的磨損量不超過0.5mm，使用壽命大大提高。

[0072]本實施例的高溫軸套還可用于結(jié)構(gòu)、工況類似的渦輪增壓器、排氣制動閥中。

[0073]下面結(jié)合實施例對本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

[0074]如無特殊說明，實施例與對比例1中均按如下方法制備而成：

[0075]首先，將粉末冶金材料與有機(jī)粘接劑均勻混合并加熱至有機(jī)粘接劑融化，經(jīng)混煉使有機(jī)粘接劑均勻附著于上述粉末冶金材料，再經(jīng)冷卻破碎得到顆粒狀喂料;

[0076]然后，將顆粒狀喂料通過MIM注射成型得到成型坯;

[0077]最后，將成型坯依次進(jìn)行脫脂、燒結(jié)和機(jī)加工，得到軸套樣件。

[0078]對比例2按冷壓-燒結(jié)成型工藝制備而成：

[0079]首先，將粉末冶金材料加入常溫模具，用高壓壓實成密實型坯;

[0080]然后送入燒結(jié)爐中燒結(jié)一定時間，最后經(jīng)冷卻和機(jī)加工，得到軸套樣件。

[0081]實施例1：

[0082]本申請實施例1提供了一種粉末冶金材料及高溫軸套，該粉末冶金材料按重量百分比計，包括：C：0.9wt.%，Cr：19wt.%，Ni：1wt.%，Mo：2wt.%，V：0.5wt.%，Si：1wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

[0083]上述高溫軸套的制備方法具體如下：

[0084]首先，以質(zhì)量比為90：10將該粉末冶金材料與有機(jī)粘接劑均勻混合并加熱至有機(jī)粘接劑融化，經(jīng)混煉使有機(jī)粘接劑均勻附著于上述粉末冶金材料，再經(jīng)冷卻破碎得到顆粒狀喂料;上述有機(jī)粘接劑為聚烯烴類熱塑性彈性體、石蠟和硬脂酸的混合物;

[0085]其次，將顆粒狀喂料通過注射成型得到成型坯;

[0086]再次，將成型坯置于脫脂爐，并在95℃左右進(jìn)行催化脫脂，得到去除有機(jī)粘接劑的脫脂坯;

[0087]然后，將上述脫脂坯置于真空燒結(jié)爐，并在1230℃下進(jìn)行燒結(jié)，得到相對密度不小于95%的坯材;

[0088]最后，將上述坯材進(jìn)行機(jī)加工得到高溫軸套。

[0089]實施例2～4的粉末冶金材料與實施例1的不同，實施例2～4高溫軸套與實施例1的制備方法相似，MIM注射成型、脫脂、燒結(jié)的參數(shù)均相同，粉末冶金材料與有機(jī)粘接劑的比例不同，具體不同見如下描述及表1。

[0090]實施例2

[0091]本申請實施例2提供了一種粉末冶金材料及高溫軸套，該粉末冶金材料按重量百分比計，包括：C：1wt.%，Cr：20wt.%，Ni：3wt.%，Mo：3.5wt.%，Cu：2wt.%，V：0.8wt.%，Si：1wt.%，Nb：0.5wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

[0092]上述高溫軸套的制備方法具體如下：

[0093]首先，以質(zhì)量比為85：15將該粉末冶金材料與有機(jī)粘接劑均勻混合并加熱至有機(jī)粘接劑融化，經(jīng)混煉使有機(jī)粘接劑均勻附著于上述粉末冶金材料，再經(jīng)冷卻破碎得到顆粒狀喂料;上述有機(jī)粘接劑為聚烯烴類熱塑性彈性體、石蠟和硬脂酸的混合物;

[0094]其次，將顆粒狀喂料通過注射成型得到成型坯;

[0095]再次，將成型坯置于脫脂爐，并在95℃左右進(jìn)行催化脫脂，得到去除有機(jī)粘接劑的脫脂坯;

[0096]然后，將上述脫脂坯置于真空燒結(jié)爐，并在1230℃下進(jìn)行燒結(jié)，得到相對密度不小于95%的坯材;

[0097]最后，將上述坯材進(jìn)行機(jī)加工得到高溫軸套。

[0098]實施例3

[0099]本申請實施例3提供了一種粉末冶金材料及高溫軸套，該粉末冶金材料按重量百分比計，包括：C：1.1wt.%，Cr：20.5wt.%，Ni：3.5wt.%，Mo：3.8wt.%，Cu：3wt.%，V：1.1wt.%，Si：0.9wt.%，Nb：0.5wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

[0100]上述高溫軸套的制備方法具體如下：

[0101]首先，以質(zhì)量比為85：15將該粉末冶金材料與有機(jī)粘接劑均勻混合并加熱至有機(jī)粘接劑融化，經(jīng)混煉使有機(jī)粘接劑均勻附著于上述粉末冶金材料，再經(jīng)冷卻破碎得到顆粒狀喂料;上述有機(jī)粘接劑為聚烯烴類熱塑性彈性體、石蠟和硬脂酸的混合物;

[0102]其次，將顆粒狀喂料通過注射成型得到成型坯;

[0103]再次，將成型坯置于脫脂爐，并在95℃左右進(jìn)行催化脫脂，得到去除有機(jī)粘接劑的脫脂坯;

[0104]然后，將上述脫脂坯置于真空燒結(jié)爐，并在1230℃下進(jìn)行燒結(jié)，得到相對密度不小于95%的坯材;

[0105]最后，將上述坯材進(jìn)行機(jī)加工得到高溫軸套。

[0106]實施例4

[0107]本申請實施例4提供了一種粉末冶金材料及高溫軸套，該粉末冶金材料按重量百分比計，包括：C：1.2wt.%，Cr：22wt.%，Ni：5wt.%，Mo：5wt.%，V：1.2wt.%，Si：0.7wt.%，Nb：1wt.%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。

[0108]上述高溫軸套的制備方法具體如下：

[0109]首先，以質(zhì)量比為80：20將該粉末冶金材料與有機(jī)粘接劑均勻混合并加熱至有機(jī)粘接劑融化，經(jīng)混煉使有機(jī)粘接劑均勻附著于上述粉末冶金材料，再經(jīng)冷卻破碎得到顆粒狀喂料;上述有機(jī)粘接劑為聚烯烴類熱塑性彈性體、石蠟和硬脂酸的混合物;

[0110]其次，將顆粒狀喂料通過MIM注射成型得到成型坯;

[0111]再次，將成型坯置于脫脂爐，并在95℃左右進(jìn)行催化脫脂，得到去除有機(jī)粘接劑的脫脂坯;

[0112]然后，將上述脫脂坯置于真空燒結(jié)爐，并在1230℃下進(jìn)行燒結(jié)，得到相對密度不小于95%的坯材;

[0113]最后，將上述坯材進(jìn)行機(jī)加工得到高溫軸套。

[0114]對比例1～2

[0115]對比例1與實施例1的制備方法相同，區(qū)別在于制備高溫軸套的粉末冶金材料不同;對比例2使用冷壓-燒結(jié)工藝，且其粉末冶金材料也與實施例不同(見表1)。

[0116]對實施例1-4以及對比例1-2的軸套進(jìn)行1000h發(fā)動機(jī)熱機(jī)臺架耐磨性能測試、耐腐蝕性能測試，以及表觀硬度和密度測定。其中，耐腐蝕性能測試通過中性鹽霧試驗。

[0117]測試結(jié)果見表1。

[0118]表1測試結(jié)果

[0119]

[0120]

[0121]由表1可以看出，實施例1-4均使用金屬注射成形工藝，得到的軸套致密度高，進(jìn)而表觀硬度和耐磨性提高。對比例1的成份配比接近440鋼，并采用金屬注射成形工藝，其表觀硬度和密度均較高，但是中性鹽霧試驗未通過，耐腐蝕性差，且耐磨性較差。

[0122]由實施例1-4的數(shù)據(jù)可以看出，隨著C、Cr、Mo，V含量的增加，制得的軸套的耐腐蝕性均較好，且磨損量明顯降低，耐磨性和表觀硬度呈現(xiàn)出逐漸上升的趨勢;但是，在C、Cr和Mo的含量過高時，即使Ni含量達(dá)到5wt.%，整體性能提升速率仍然趨于平緩，且過高的元素添加比例，還會影響機(jī)加工的工藝性，導(dǎo)致機(jī)加工的工藝性降低，綜合成本提高。

[0123]實施例2和實施例3與對比例2的數(shù)據(jù)可以看出，隨著C含量增加，且配合注射成型工藝，軸套致密性增加，硬度和耐磨性明顯提高;使用冷壓-燒結(jié)工藝，得到的軸套致密度較低，進(jìn)而其硬度和耐磨性較差。

[0124]以上結(jié)果說明了通過適量增加Cr、Ni、Mo、V的含量，配合MIM注射成型，使各組分共同作用，可提高軸套高溫強(qiáng)度、回火穩(wěn)定性和耐腐蝕性能，滿足軸套高溫工況下耐磨、耐腐蝕的功能要求，大幅提高使用壽命。

[0125]本實施例的高溫軸套，通過配入了更高的Cr和Mo，有效增加了高溫軸套的強(qiáng)度、耐腐蝕性，以及改善軸套高溫耐磨性，其中，Cr、Mo屬促進(jìn)形成鐵素體元素，C、Ni屬奧氏體形成元素，Cr、Mo含量增加，將縮小奧氏體相區(qū)，因此，為避免促使δ鐵素體的形成而產(chǎn)生不利影響，同時加入一定量的Ni，并在高碳含量下，共同作用平衡相成分，以優(yōu)化高溫軸套的性能。進(jìn)一步地，配合加入一定量的V，以提高熱強(qiáng)性、增加高溫耐磨性。即，通過增加Cr、Ni、Mo、V的含量，各組分共同作用，實現(xiàn)提高粉末冶金材料的高溫強(qiáng)度、回火穩(wěn)定性和耐腐蝕性能的目的，以滿足制得的高溫軸套高溫工況下耐磨、耐腐蝕的功能要求。

[0126]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例/方式”、“一些實施例/方式”、“示例”、“具體示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例/方式或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本申請的至少一個實施例/方式或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例/方式或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個或多個實施例/方式或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例/方式或示例以及不同實施例/方式或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。

[0127]需要說明的是，在本申請中，諸如“第一”和“第二”等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。在本申請中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個、三個等，除非另有明確具體的規(guī)定。

[0128]以上所述僅是本申請的具體實施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本申請。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本申請將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所申請的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。

說明書附圖(1)