[发明专利]一种汽车转向结构零件球碗的材料及粉末冶金制备工艺

权利要求书

1.一种汽车转向结构零件球碗的材料，包括基础粉末与添加粉末，所述基础粉末为水雾化铁基粉末，所述添加粉末为铜粉、铬粉、碳粉、碳化钨粉；各组分的质量百分比为：

铜粉 1.0-3.0%,

铬粉 1.5-2.5%

碳粉 0.5-1.0%

WC粉 1.0-4.0%，余量为水雾化铁基粉末。

2.根据权利要求1所述的一种汽车转向结构零件球碗的材料，其特征在于：所述基础粉末水雾化铁基粉末选自北美Hoeganaes公司生产的Ancorsteel 4600粉，其粒度分布为D50=80um，D90=150 um。

3.根据权利要求1所述的一种汽车转向结构零件球碗的材料，其特征在于：所述铜粉是粒度≤75um（-200目）的水雾化粉末；碳粉是粒度为10-40um的石墨粉；WC粉的粒径为5-10um。

4.一种汽车转向结构零件球碗的粉末冶金制备工艺，包括下述步骤：

第一步：预扩散

按设计的球碗材料组分配比，配取Ancorsteel 4600粉、铜粉、石墨、铬粉以FeCr₅₅C₆₀₀合金粉的形式配取，FeCr₅₅C₆₀₀合金粉的平均粒径10um，将配取的粉末混合均匀，在真空条件下加热至850℃以下保温，进行预扩散；

第二步：压制成型

向预扩散后的粉末中添加设计含量的WC粉，同时添加润滑剂进行混炼，混炼后温压成球碗坯；

第三步：烧结：

将球碗坯在真空条件下，以≤6℃/min的速率升温到400℃以下，保温后通入H₂以≤9℃/min的速率升温至950℃以下，保温预烧结后以≤5℃/min的速率升温到烧结温度，烧结后炉冷至室温；

第四步：热处理

将烧结后的球碗坯进行机加工后，以≤8℃/min的升温速率加热至920℃以下，保温后油淬，淬后球碗坯以≤4℃/min的升温速率加热至220℃以下，保温回火，回火后炉冷至室温。

5.根据权利要求4所述的一种汽车转向结构零件球碗的粉末冶金制备工艺，其特征在于：球碗材料，包括下述组分按质量百分比组成：

铜粉 1.0-3.0%,

铬粉 1.5-2.5%

碳粉 0.5-1.0%

WC粉 1.0-4.0%，余量为水雾化铁基粉末；

水雾化铁基粉末选自北美Hoeganaes公司生产的Ancorsteel 4600粉。

6.根据权利要求4所述的一种汽车转向结构零件球碗的粉末冶金制备工艺，其特征在于：第一步中，预扩散在真空度为10^-1-10^-3帕的条件下加热至750-850℃保温1-2h。

7.根据权利要求4所述的一种汽车转向结构零件球碗的粉末冶金制备工艺，其特征在于：第二步中，向预扩散后的粉末中添加占预扩散粉末质量1-4%的WC粉；同时，添加占预扩散粉末与WC粉总质量3-6%的石蜡作为润滑剂，在V型混料机中混炼2-5h，转速为50-70r/min；温压工艺参数为：温度100-150℃，压力600-700MPa，在球碗模具中成型。

8.根据权利要求4所述的一种汽车转向结构零件球碗的粉末冶金制备工艺，其特征在于：第三步中，将球碗坯在真空度10^-3Pa以下，以2-6℃/min的速率升温到300-400℃，保温1-3h；然后通入H₂以5-9℃/min的速率升温到850-950℃，保温60-90min进行预烧结，然后以2-5℃/min的速率升到1150-1250℃，保温60-120min进行烧结后，炉冷至室温。