溫壓鐵粉及其製備方法
2023-06-04 07:14:21 2
專利名稱：溫壓鐵粉及其製備方法
技術領域：
本發明涉及金屬粉末成型溫壓技術，特別是溫壓鐵粉及其製備方法。
背景技術：
溫壓技術是製造高性能粉末冶金零件的一種新方法。目前溫壓粉末一般採用霧化鐵粉為原料，經過部分預合金化處理製得部分預合金化鐵粉，再加入適當的聚合物潤滑劑、粉結劑組成溫壓用粉末，它的售價在2-3萬元/噸，是普通鐵粉的3-4倍。現有技術存在的不足之處是溫壓鐵粉採用霧化鐵粉為原料，其成本較高，因而限制了大量質優價廉鐵基粉末冶金零件的開發應用；還原鐵粉因其形狀不規則，松裝比重較小，使得溫壓過程中粉末流動、重排困難，內摩擦阻力大，導致溫壓坯密度達不到7.2g/cm3；通常溫壓鐵粉添加的石墨粉加入量為0.5％，如超過則引起溫壓坯件的密度下降，這對高含碳量高硬度零件的生產是一個技術難題。
發明內容
本發明針對現有技術存在的不足，利用還原鐵粉為原料，提供一種低成本的溫壓鐵粉及其製備方法。
本發明解決技術問題所採用的技術方案本發明溫壓鐵粉的特點是採用的基礎粉為還原鐵粉，添加物按質量百分比為極性石墨粉(0.5-1.0)％、潤滑劑PEG(0.3-0.6)％、粘結劑PVP(0.15-0.25)％、鎳粉(1-2)％、銅粉(0.5-2)％、鉬粉(0-0.5)％。
本發明中還原鐵粉的化學成份為Fe＞99％、C＜0.02％、O2＜0.20％、酸不溶物＜0.20％。
本發明中還原鐵粉的顆粒形狀為粒狀近似球形。
本發明中還原鐵粉的松裝比重為2.9-3.2g/cm3。
本發明溫壓鐵粉製備方法的特點是按如下步驟進行a、採用低碳鋼的軋鋼或拔絲鐵鱗經高溫還原得到的海綿鐵塊，經破碎、粒化球磨後得到粒狀近似球形的粉末，再經第二次精還原、破碎、碾磨、篩分、合批獲得所需還原鐵粉。
b、將還原鐵粉中加入所需的鎳粉、銅粉、鉬粉在真空或保護氣氛中於160℃-200℃保溫2-4小時去應力回火。
c、將去應力回火的粉末加入粘結劑PVP，先經混料機混5-10分鐘，加入極性石墨粉和潤滑劑PEG，再混5-10分鐘。
d、將混合均勻粉末在50℃溫度下乾燥30分鐘，然後過80目篩，篩下物即為溫壓鐵粉。
與已有技術相比，本發明的有益效果體現在1、本發明採用高溫還原和粒化球磨新工藝，得到粒狀近似球形的粉末，使還原鐵粉能用於溫壓；2、本發明採用極性石墨粉，因極性使之與其它粉末的吸附性增強，其層間滑移能力增大，減磨性能增加，使溫壓過程粉末流動性增加，促進顆粒重排，從而提高壓坯密度；並使石墨加入量由通常0.5％增加到1％；3、本發明溫壓鐵粉成本較霧化鐵粉降低40-50％，因而促進了大量質優價廉鐵基粉末冶金零件的開發應用。
具體實施例方式溫壓鐵粉是根據產品性能需要來設計其成份配比的。具體見表1。
表1 溫壓鐵粉各組份配比表 Wt％
現就各種粉末和制粉作說明如下極性石墨粉，是由天然鱗片石墨粉經極化處理得到的，其粒度為40-100um。
潤滑劑PEG為聚乙二醇，分子式HO(CH2CH2O)nH，因n不同，分子量不同，性能差別亦大。
粘接劑PVP是聚乙烯吡咯烷酮，具有優異的溶解性、成膜性、絡合能力和粘接能力，使用時要加入適量的溶劑無水乙醇或丙酮。
金屬鎳粉、鉬粉、銅粉均採用-200目工業純，加入到其中起合金化作用，提高燒結件的強度、硬度、耐磨性等。
還原鐵粉是這樣製成的選用雜質少的低碳鋼軋鋼或拔絲鐵鱗，經清洗、磁選等工序，裝罐進入隧道窯內高溫還原，溫度980-1050℃，由於還原溫度較高，故還原後海綿鐵塊有適量燒結現象。海綿鐵塊經破碎、粒化球磨後得到粒狀近似球形的粉末，再經第二次精還原、破碎、碾磨、篩分、合批獲得所需還原鐵粉。該制粉工藝與常規工藝的區別就在於高溫還原和粒化球磨。製成的還原鐵粉的化學成份為Fe＞99％、C＜0.02％、O2＜0.20％、酸不溶物＜0.20％，顆粒形狀為粒狀近似球形，松裝比重為2.9-3.2g/cm3。
按表1配比要求將還原鐵粉中加入所需的鎳粉、銅粉、鉬粉在真空或保護氣氛中於160℃-200℃保溫2-4小時去回火，目的是去除這些金屬粉末中的內應力。
將去應力回火的粉末加入經無水乙醇稀釋的粘結劑PVP，先經混料機混5-10分鐘，待粘結劑與粉末混勻後加入極性石墨粉和潤滑劑PEG，再混5-10分鐘。
將混合均勻粉末在50℃溫度下乾燥，然後過80目篩，篩下物即為溫壓鐵粉。
製成的溫壓鐵粉在100-130℃，壓制壓力686Mpa條件下，壓坯密度為7.19-7.31g/cm3。
權利要求
1.溫壓鐵粉，其特徵在於基礎粉為還原鐵粉，添加物按質量百分比為極性石墨粉(0.5-1.0)％、潤滑劑PEG(0.3-0.6)％、粘結劑PVP(0.15-0.25)％、鎳粉(1-2)％、銅粉(0.5-2)％、鉬粉(0-0.5)％。
2.根據權利要求1所述的溫壓鐵粉，其特徵在於還原鐵粉的化學成份為Fe＞99％、C＜0.02％、O2＜0.20％、酸不溶物＜0.20％。
3.根據權利要求1或2所述的溫壓鐵粉，其特徵在於還原鐵粉的顆粒形狀為粒狀近似球形。
4.根據權利要求1或2所述的溫壓鐵粉，其特徵在於還原鐵粉的松裝比重為3.0-3.2g/cm3。
5.根據權利要求3所述的溫壓鐵粉，其特徵在於還原鐵粉的松裝比重為3.0-3.2g/cm3。
6.根據權利要求1所述的溫壓鐵粉，其特徵在於極性石墨粉的粒度為40-100μm。
7.一種權利要求1所述溫壓鐵粉的製備方法，其特徵在於按如下步驟進行a、採用低碳鋼的軋鋼或拔絲鐵鱗經高溫還原得到的海綿鐵塊，經破碎、粒化球磨後得到粒狀近似球形的粉末，再經第二次精還原、破碎、碾磨、篩分、合批獲得所需還原鐵粉；b、將還原鐵粉中加入所需的鎳粉、銅粉、鉬粉在真空或保護氣氛中於160℃-200℃保溫2-4小時去應力回火；c、將去應力回火的粉末加入粘結劑PVP，先經混料機混5-10分鐘，加入極性石墨粉和潤滑劑PEG，再混5-10分鐘；d、將混合均勻粉末在50℃溫度下乾燥，然後過80目篩，篩下物即為溫壓鐵粉。
全文摘要
溫壓鐵粉及其製備方法，其特徵是基礎粉為還原鐵粉，添加物為極性石墨粉、潤滑劑PEG、粘結劑PVP、鎳粉、銅粉、鉬粉。其製備方法為採用低碳鋼的軋鋼或拔絲鐵鱗經高溫還原得到的海綿鐵塊，經破碎、粒化球磨後得到粒狀近似球形的粉末，再經第二次精還原、破碎、碾磨、篩分、合批獲得所需還原鐵粉；將還原鐵粉中加入所需的鎳粉、銅粉、鉬粉在真空或保護氣氛中去應力回火；將去應力回火的粉末加入粘結劑PVP，先經混料機混料，加入極性石墨粉和潤滑劑PEG，再混料；將混合均勻粉末在50℃溫度下乾燥，然後過篩，篩下物即為溫壓鐵粉。
文檔編號B22F9/16GK1759960SQ20051009506
公開日2006年4月19日 申請日期2005年10月28日 優先權日2005年10月28日
發明者孟凡紀, 徐偉, 蔣安全 申請人:合肥波林新材料有限公司