[其他]纺纱粉冶钢领材料及制造方法

说明书

本发明涉及一种用于制造纺纱粉冶钢领的Ｆｅ－Ｍｎ－Ｍｏ－Ｃ四元合金及制造方法。由于合理选择了成分和工艺，与Ｆｅ－Ｃ系合金钢相比，４０小时的磨损量减少６２％，疲劳寿命提高９６％，钢领使用寿命提高１－２倍。

本发明涉及一种用于制造纺纱粉冶钢领的Fe-Mn-Mo-C四元合金及制造方法。

传统的粉末冶金钢领材料是Fe-C合金粉冶钢领，存在的最大问题是使用寿命低，我国的Fe-C合金粉冶钢领，用于毛纺的寿命是6个月，用于化纤是3个月。根据对钢领的磨损形貌和受力分析，发现钢领的磨损主要是接触疲劳剥落。

日本对提高粉冶钢领使用寿命进行了大量研究，与本发明相关的是日本专利昭51-41844，用添加硬质相BN的方法提高钢领的耐磨性;日本专利昭54-29968，用添加固体润滑剂MoS₂降低摩擦系数，藉此提高耐磨性。添加BN能降低因滑动摩擦而引起的摩损，但不能克服疲劳剥落，而BN价格昂贵，这将使钢领成本提高;加MoS₂能降低摩擦系数，但在烧结过程中生成Fes、Mns，Fes和Mns都是脆性非金属夹杂，易产生微裂纹，一旦裂纹形成将迅速扩展，因此也不能克服疲劳剥落。

本发明的目的旨在克服上述之不足，提供一种疲劳强度高，磨损性能好的合金材料。

本发明是这样实现的;在Fe-C合金基础上添加0.1～4.0%^wtMn和0.05～1.0%^wtMo构成Fe-Mn-Mo-C四元合金。

Mn是以Fe-Mn中间合金形式加入，避免了Mn的氧化，而Mn在烧结过程中将部分挥发，而使钢领开口孔隙增多，含油率提高，从而使钢领自润滑性能大大改善;Mn还能促进Fe16N₂（α″）相形核，回火时在马氏体中折出高度弥散的Fe16N₂（α″）相，使合金的接触疲劳寿命提高。Mo以金属Mo形式加入，添加Mo能提高烧结活性，使Fe粒子结合强度提高，而Mo和Mn一样，都能提高淬透性，降低钢领表面至中心的硬度梯度，这也有利于疲劳强度提高。

为了提高Fe粒子间的结合强度和内部孔隙的连通性，还必须控制粉末的粒度，因为粗粒Fe粉烧结性能差，钢领运转过程中，容易沿Fe粒子之间所形成的晶界产生裂纹，粉末过细，烧结活性强，会降低内部孔隙的连通性，影响目润滑效果，因此，粉末粒度应控制在-80目～+400之间。

压坯密度应控制在6.0～6.5g/cm。密度过低，成品钢领疲劳强度低;过高，成品钢领孔隙率低，自润滑效果差。

烧结制度为1100～1200℃×30～120min，温度低、时间短，达不到合金化和致密化目的;温度高、时间长，会造成连通孔隙减少。本发明的成品钢领密度为6.3～6.8g/cm。

用本发明的Fe-Mn-Mo-ZC合金材料和选择相应的工艺条件生产的钢领，与目前通用的Fe-C合金钢领相比，开口孔隙率提高6.4%，表面层硬度提高7.3%，40小时磨损量减少62%（附图是磨损时间的关系曲线图，其中1为Fe-C合金，2为Fe-Mn-Mo-C合金），接触疲劳寿命提高96%，钢领的实际使用寿命提高1-2倍。