[发明专利]双金属管套真空烧结成型工艺及其制品

说明书

本发明公开了一种双金属管套真空烧结成型工艺及其制品，其工艺包括以下步骤：（1）粉末制备；（2）基材管套准备；（3）冷等静压；（4）烧结成型；（5）机加工，获得合格的双金属管套制品。本发明的工艺步骤易于实现，合理将冷等静压和真空烧结相结合，从而制得合金组织致密性较高，综合性能好的双金属管套产品，适用于各种金属合金粉末，如铁基合金、镍基合金、钴基合金、Mo₂FeB₂和Mo₂NiB₂基金属陶瓷的烧结，能获得较高致密性的合金组织；相对于离心浇铸，对粉末熔液的流动性无要求，适应各种合金粉末，受工件尺寸影响较小，相对于热等静压，工艺简单，周期短，成本低，具有良好的经济效益和社会效益，利于广泛推广应用。

技术领域

本发明属于真空烧结成型技术领域，具体涉及一种双金属管套真空烧结成型工艺及其制品。

背景技术

双金属管套是在内孔包覆一层合金层，使零件获得优异的耐磨性和耐腐蚀性，从而满足极端工况下的使用要求。目前市场上双金属管类产品，一般采用离心浇铸的工艺成型，高端的则采用热等静压烧结。

离心浇铸是将合金粉末装入基材套内孔，通过感应加热使合金熔化，然后高速旋转，在离心力的作用下使合金熔液覆于基材套内孔，凝固而得到双金属管。离心浇铸对设备要求低而应用广乏，然而，针对离心浇铸的工艺特点，存在不可避免的缺点，离心浇铸对合合金熔液的流动性要求较高，为了获得较好的流动性，往往会添加B、Mn等润湿剂，从而一定程度上改变了合金的成分，降低了合金的一些特殊性能；对于难熔金属占比较高的合金，液相少流动性差，采用离心浇铸不能达到理想的效果；离心浇铸受工件尺寸的影响大，孔径大的离心力较大，合金组织致密性较高，小孔径工件离心力较小，合金的组织致密性较低；合金中各种元素或合金比重不同，在离心过程中容易发生偏析，导致合金均匀性变差，从而降低了合金的综合性能。

热等静压烧结的双金属管套，组织致密性很高，可以获得高质量的合金层，然其工艺复杂，对设备、人员要求很高。热等静压包套设计、焊接要求极高，否则在烧结时会发生漏气而导致产品报废；长径比较大的工件变形大，校正的难度较高，校正时合金层易产生裂纹甚至断裂；机加工难度较大，几个成本高；因为热等静压设备昂贵，工艺复杂，单炉生产成本很高。

发明内容

针对上述的不足，本发明目的之一在于，提供一种制造工艺简单，易于实现的双金属管套真空烧结成型工艺。

本发明目的之二在于，提供一种采用上述双金属管套真空烧结成型工艺制得的制品。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：

一种双金属管套真空烧结成型工艺，其包括以下步骤：

（1）粉末制备：将合金粉末和粘结剂相混合均匀，待干燥后进行破碎造粒，获得具有一定的流动性的包覆粘结剂的合金粉末混合料；其中合金粉末的重量百分比为91～98.5%，粘结剂的重量百分比为1.5～9%；所述粘结剂为石蜡、聚乙二醇或橡胶中的一种或多种混合。所述合金粉末为铁基合金粉末、镍基合金粉末、钴基合金粉末、Mo₂FeB₂和Mo₂NiB₂基金属陶瓷粉末中的一种。此工艺也适用于添加碳化物(碳化物通常使用WC、TiC、VC、CrC等)的强化粉末。

（2）基材管套准备：基材套选用与合金热膨胀系数相近的材料，基材套内孔的尺寸取决于所要求合金的厚度，并预留后续的机加工余量；

（3）冷等静压：将冷等静压套放置在基材套内，并通过冶具定心使冷等静压套与基材套同轴心设置，该冷等静压套与基材套之间形成空腔；将合金粉末混合料装入空腔，在震动平台上将空腔内的合金粉末混合料震实形成胚体，然后将冷等静压套密封并施加80～300MPa的冷等静压压力将坯体压密实；

（4）烧结成型：其包括脱脂阶段和烧结阶段；