[发明专利]发动机冷却水管及其制备工艺

说明书

本发明公开了发动机冷却水管及其制备工艺，属于粉末冶金技术领域。发动机冷却水管原料成分及百分含量为：Be：0.2‑2％、Zr：0.3‑0.6％、C：0.01‑0.1％、Si：0.4‑0.8％、Cr：0.5‑1％、Ni：2‑4％、余量为Fe和杂质。原料中的Be和Zr不仅能极大地降低产品中杂质元素P、S、O、N的含量，更可以使钢具有较高的温度强度、蠕变性能和低温韧性。同时，结合包覆粉工艺使Ni均匀分布在钢的浅层，烧结时容易获得均匀的显微组织，有利于产品耐腐蚀性能的提高。

技术领域

本发明涉及发动机冷却水管，具体涉及粉末冶金发动机冷却水管及其制备工艺，属于粉末冶金技术领域。

背景技术

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制造金属材料、复合材料以及各种类型制品的工艺技术。粉末冶金包括制粉和制品。其中制粉主要是冶金过程，和字面吻合。而粉末冶金制品则常远远超出材料和冶金的范畴，往往是跨多学科(材料和冶金，机械和力学等)的技术。尤其现代金属粉末3D打印，集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，使得粉末冶金制品技术成为跨更多学科的现代综合技术。

粉末冶金低合金钢是指用粉末冶金方法制备的以铁为基础(铁含量一般在90％-98％)，加入一定量的铜、镍、钼、铬、锰等元素并控制碳含量而组成的合金体系。粉末冶金低合金钢具有高强度、高硬度和一定的延性，特别适合于作结构材料，因此被广泛应用于国防工业和民用工业中，尤其在汽车、摩托车、枪械和家电行业中占有重要地位。它最早出现在20世纪30年代，20世纪50年代开始被广泛应用。

而传统的发动机冷却水管通常采用压力加工，使被加工的钢(坯、锭等)产生塑性变形，然后根据钢材加工温度不同分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有：轧制、铸造、拉拨、挤压等。传统加工方法不仅工序繁多，而且在产品的性能如强度、硬度等也有所欠缺。

针对传统合金钢硬度低，不耐磨等缺点，公开号106244936A公开了一种通过提高合金球中碳、铬、钼的含量来提高产品的强度、硬度和耐磨性。然而，单纯的提高合金中某些元素的含量并不能很好的解决合金钢的抗拉强度、屈服强度、耐腐蚀性以及降低钢中杂质元素。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供高抗拉强度、高屈服强度、耐腐蚀以及降低钢中杂质元素的发动机冷却水管。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

发动机冷却水管，所述的发动机冷却水管由如下成分及其质量百分比组成：Be：0.2-2％、Zr：0.3-0.6％、C：0.01-0.1％、Si：0.4-0.8％、Cr：0.5-1％、Ni：2-4％、余量为Fe和杂质。

在现有的合金钢原料配比中，通常使用锰作为脱氧剂和脱硫剂，虽然锰具有资源丰富、效能多样的特点，但是锰会增加钢晶粒粗化的倾向和回火脆性敏感性，在冶炼浇注和锻轧后冷却不当，容易使钢产生白点。本发明合金钢的原材料中加入铍，铍和氧、硫都有极强的亲和力，除氧、除硫的能力更优于锰，同时可以使钢具有较高的温度强度和蠕变性能。同时，原料中的锆是强有力的脱氧和脱氮元素，是除去氧、氮、硫、磷的净化剂，在低合金结构钢中改善钢的低温韧性，作用远优于传统合金钢中的钒。镍作为一种优良的耐腐蚀金属，本发明结合制备工艺中的包覆粉程序，使镍更均匀地分布在产品浅表面，极大地增加了产品的耐腐蚀性能。

作为优选，在发动机冷却水管成分中，Ni为按比例称取的NiCl₂·6H₂O。本发明采用包覆粉工艺，利用Fe对Ni的置换反应，使得Ni可以均匀分布于Fe粉表面，有利于烧结。

作为优选，在发动机冷却水管成分中，杂质中各含量为P＜0.04％、S＜0.05％、N＜0.01％、O＜0.01％。传统的原料配比中锰并不能很好得降低这些杂质的含量，而本发明通过加入亲和力更强的铍与锆，使得杂质元素含量远远低于要求，提升钢的性能。