一种粉末注射成形车用增压涡轮的热处理方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105983703A(43)申请公布日2016.10.05(21)申请号201510096327.8B22F3/22(2006.01)(22)申请日2015.03.04(66)本国优先权数据201410674494.12014.11.21CN(71)申请人北京有色金属研究总院地址100088北京市西城区新街口外大街2号(72)发明人杨福宝章林李丹景艳红李大全朱强(74)专利代理机构北京北新智诚知识产权代理有限公司11100代理人刘徐红(51)Int.Cl.B22F3/24(2006.01)C21D9/32(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种粉末注射成形车用增压涡轮的热处理方法(57)摘要本发明涉及一种粉末注射成形车用增压涡轮的热处理方法，属于粉末高温合金制备及其热处理技术领域。该方法为将粉末注射成形的涡轮在经脱脂、烧结和热等静压致密化后，进行固溶处理和时效处理。通过上述热处理使MIM418合金涡轮在使用前处于最佳的组织状态：主要析出强化相颗粒γˊ完全纳米化和钝角化，碳化物颗粒弥散分布。极大改善MIM418合金涡轮的强韧性能及和抗疲劳性能；涡轮整体的成分、组织和性能达到均一化，利于最大限度地发挥MIM418合金涡轮的服役性能。CN105983703ACN105983703A权利要求书1/1页1.一种粉末注射成形车用增压涡轮的热处理方法，其特征在于：将粉末注射成形的涡轮在经脱脂、烧结和热等静压致密化后，进行固溶处理和时效处理。2.根据权利要求1所述的粉末注射成形车用增压涡轮的热处理方法，其特征在于：所述的固溶处理温度为1200-1220℃，保温时间为2-4小时，空冷；所述的时效处理温度为750-780℃，保温时间为12-20小时，炉冷或空冷。3.根据权利要求1所述的粉末注射成形车用增压涡轮的热处理方法，其特征在于：所述的增压涡轮的合金成分为碳含量按中下限控制的标准K418合金成分。4.根据权利要求3所述的粉末注射成形车用增压涡轮的热处理方法，其特征在于：所述的增压涡轮的合金成分中碳含量为0.08-0.12w％。2CN105983703A说明书1/4页一种粉末注射成形车用增压涡轮的热处理方法技术领域[0001]本发明涉及一种新型粉末注射成形车用增压涡轮的热处理方法，属于粉末高温合金制备及其热处理技术领域。背景技术[0002]金属粉末注射成形(MetalPowderInjectionMolding/MIMorPIM)是批量化生产精密复杂薄壁小型零件的先进成形技术，对于铸造性能欠佳的高熔点或高合金化合金零件成形具有明显优势，通过粉末冶金手段可以大幅度细化晶粒、缓解成分偏析、减少缩孔疏松缺陷，因此粉末注射成形在陶瓷、难熔合金、硬质合金、不锈钢、高温合金等小型复杂零部件的生产上具有广泛的应用前景。[0003]增压涡轮是车用涡轮增压器最关键的热端部件，目前工业生产上主要采用熔模铸造工艺，随着增压涡轮小型化和高性能化的发展趋势，传统熔模铸造高温合金增压涡轮由于组织粗大和成分偏析的存在使其合金性能潜力难以充分发挥，因此采用粉末注射成形方法制备中小尺寸规格增压涡轮引起增压器行业的重视，如图1所示的粉末注射成型MIM418合金涡轮(规格)，并成为近年来国内外的研究开发热点领域。[0004]由于粉末镍基高温合金含有Ti、Al等易氧化元素，颗粒间热烧结性能明显弱化，直接影响到高温烧结零件缺陷存在几率和致密度，因此热等静压是粉末注射成形涡轮的不可或缺的工艺环节，通过热等静压处理，注射成形增压涡轮的孔洞和裂纹类缺陷得到极大程度的弥合，涡轮成形件的致密度明显提高直至接近理论密度。但高温合金注射成形件经过高温长时间热烧结和热等静压处理，涡轮内部组织除了晶粒度长大倾向不明显之外，其微观组织，如γˊ相的形态和尺寸与铸造状态(图2)的差别不大，特别是热等压处理相。如图2(a)和图2(b)所示，为注射成型与铸造418合金涡轮的微观组织对比，图2(a)：注射成形+热等静压，图2(b)：铸造成形。[0005]当于一次高温固溶处理，但目前的热等静压设备降压时间较长，炉内零件难以实现快速冷却或者空冷，只能随炉缓慢降温，因此铸造组织的部分特征仍然没有彻底消除，尤其是主要强化相γˊ颗粒的尺寸形态与铸造涡轮的非常相近。[0006]对于常规铸造K418合金涡轮而言，热处理环节常常被省略，或者仅进行固溶处理，其原因在于铸造涡轮的成分偏析较为严重，加上组织粗大和各种大尺寸铸造缺陷的存在，因此热处理的性能改善效果非常有限。所以在实际工厂中一般是铸造后直接进入交货状态，用户在使用前也无需进行任何热处理。但是粉末注射成形MIM418合金涡轮由于成分、组织均匀性大幅度提高，大尺寸的缺陷也