粉末冶金用鐵基低合金鋼粉及其製備方法
2023-05-02 02:23:11
專利名稱：粉末冶金用鐵基低合金鋼粉及其製備方法
技術領域：
本發明涉及鐵基冶金粉末及其製備方法，尤其涉及一種粉末冶金用鐵基低合金鋼粉及其製備方法。
背景技術：
粉末冶金是以製造金屬粉末和金屬粉末為原料，用成型一燒結法製造製品的新興行業。用粉末冶金法生產機械結構件具有少切削、無切削的優點，因而節能、節材，具有生產效率高的優點，特別適宜於生產同一形狀而數量多的產品，能大大降低生產成本；同時具有材料多樣性的特點，可滿足不同用途結構零件的要求。目前低合金鋼粉合金成分設計和組織控制是當前粉末冶金材料研究和發展的熱點。國內生產高強度鐵基結構件一般是採用含鑰，鎳，銅的預合金粉，部分預合金化粉和混·合粉。可是現在隨著鎳，銅金屬材料價格的上漲，粉末冶金行業用鉻，錳作為的合金鋼的合金元素正在被廣泛研究和應用。並且作為硬度特性來說鉻和錳要比鎳高，意味零件要達到同樣硬度效果所添加的鉻，錳元素要比鎳少。目前主要有兩種方式將鉻，錳等合金元素添加到鐵裡形成合金鋼粉。一種是通過預合金的方式將鉻，錳等合金元素與鐵在一起形成合金鋼粉，這種方式的優勢是合金程度好，但由於預合金粉中含有鉻和錳將降低粉末的壓制性，要得到高密度的粉末冶金零件就需要更大的壓制壓力，特別對於高端幾何形狀複雜的零件就很難壓制。另一種就是在就是在鐵粉中添加鉻，鑰，釩元素可以提高最終產品的強度和硬度而有不影響粉末的壓制性，特別是對燒結後需要經過熱處理過程的產品。同時用這種方法所生產的低合金鋼粉，其產品具有較大的價格優勢，並且用這樣的方法生產的粉末冶金用低合金鋼粉可以根據不同的產品應用要求通過選擇一種或多種合金元素控制不同的含量來備制出不同性能的粉體材料。但添加的鉻，錳的合金元素的粉體需要控制好它們的粒度分布和含量，避免粉體對模具的磨損，並且在零件燒結過程中提供足夠的擴散性。經對現有技術文獻的檢索發現專利名稱為粉末冶金組合物及其製備方法，申請號為200580010548. 3的中國發明專利公開了一種粉末冶金組合物，其包括鐵基冶金粉末和母合金粉末，所述母合金粉末中包括至少35重量％的鐵，I. O 40重量％的鉻和15 22重量％的矽。該發明通過添加母合金粉末提高了從冶金粉末組合物製備的壓制零件的機械性質，然而其添加的母合金粉末含量較高造成成本的增加，同時，其未對添加的母合金粉末的粒度分布進行控制，同樣不能避免粉體對模具的磨損，也未能在零件燒結過程中提供足夠的擴散性。
發明內容
本發明的目的就是為了克服現有粉末冶金用低合金鋼粉中合金含量仍然偏高以及添加的粉體存在對模具的磨損，以及未能在零件燒結過程中提供足夠的擴散性等不足，提供一種粉末冶金用鐵基低合金鋼粉及其製備方法。應用本發明的鐵基低合金鋼粉製備的壓制零件在降低粉體對模具的磨損的同時還具有機械性能良好、價格低廉等優點。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現
一種粉末冶金用鐵基低合金鋼粉，以佔所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉總重的重量百分比計，包括O. I O. 85 %的石墨、O. 5 I. 2 %的潤滑劑、O. 5 4 %的粒徑為8 12微米的合金粉末以及95 98 %的鐵粉。優選的，所述合金粉末由合金材料製得，所述合金材料為鑰鐵、鉻鐵、錳鐵中的一種或幾種。優選的，所述合金材料為錳鐵，以佔所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉總重的重量 百分比計，所述錳為O. 5 2. O %，所述石墨為O. 2 O. 85 %。優選的，所述合金材料為錳鐵和鑰鐵，以佔所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉總重的重量百分比計，所述錳為I. O 2. O %，所述鑰為O I. O %，所述石墨為O. 5 O. 85 %。優選的，所述合金材料為錳鐵、鑰鐵和鉻鐵，以佔所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉總重的重量百分比計，所述錳為O. 5 2. O %，所述鉻為O. 5 1.0 %，所述鑰為O 1.0%，所述石墨為O. I O. 6 %。優選的，所述合金材料為鑰鐵和鉻鐵，以佔所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉總重的重量百分比計,所述鉻為O. 5 2. O % ,所述鑰為O I. O % ,所述石墨為O. I O. 6 %。一種根據權利要求I所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉的製備方法，其步驟為在所述鐵粉中加入所述石墨、潤滑劑和合金粉末，混合均勻即得所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉。與現有技術相比，本發明的有益效果如下本發明的粉末冶金用鐵基低合金鋼粉中合金粉末的含量少、粒徑範圍小，在降低生產成本的同時在零件燒結過程中避免了粉體對模具的磨損，還提供足夠的擴散性，使得應用本發明的鐵基低合金鋼粉製備出的壓制零件具有良好的機械性質。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發明進行詳細的說明。本發明中合金粉末製備工藝如下
:i:選用合金材料合金材料如下表所示
名稱I化學式I非鐵金屬的重量百分比含量
錳鐵 FeMn >75%_
絡鐵-FeCr >60%
鉬鐵_ FeMo >60%
釩鐵+FeV I >50%
添加鉻，鑰，釩元素可以增強最終零件的強度，特別是對燒結後進行熱處理的產品；添加錳也可以增強最終產品的強度，特別是對於不需要進行熱處理的零件，因為錳有4倍於鎳的鐵素體強度。2製備合金粉末
將上述所選的合金材料做成粒徑為8 12微米的粉末。實施例I 15(I)混粉。按上述合金粉末製備工藝要求碾磨好鑰鐵粉，鉻鐵粉和錳鐵粉，選用其中的部分或全部，加上石墨和潤滑劑混入鐵粉中，進行混合形成鐵基低合金鋼粉。合金粉末的組成以及合金粉末、石墨、潤滑劑、基體鐵粉分別佔總重的重量百分比如下表所示，其中Fe為合金粉末中的鐵。
權利要求
1.一種粉末冶金用鐵基低合金鋼粉，其特徵在於以佔所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉總重的重量百分比計，包括O. I O. 85 %的石墨、O. 5 I. 2 %的潤滑劑、O. 5 4 %的粒徑為8 12微米的合金粉末以及95 98 %的鐵粉。
2.根據權利要求I所述的粉末冶金用鐵基低合金鋼粉，其特徵在於，所述合金粉末由合金材料製得，所述合金材料為鑰鐵、鉻鐵、錳鐵中的一種或幾種。
3.根據權利要求2所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉，其特徵在於，所述合金材料為錳鐵，以佔所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉總重的重量百分比計，所述錳為O. 5 2. O %，所述石墨為O. 2 O. 85 %。
4.根據權利要求2所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉，其特徵在於，所述合金材料為錳鐵和鑰鐵，以佔所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉總重的重量百分比計，所述錳為I. O 2. O%，所述鑰為O I. O % ,所述石墨為O. 5 O. 85 %。
5.根據權利要求2所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉，其特徵在於，所述合金材料為錳鐵、鑰鐵和鉻鐵，以佔所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉總重的重量百分比計，所述錳為O.5 2. O %，所述鉻為O. 5 I. O %，所述鑰為O I. O %，所述石墨為O. I O. 6 %。
6.根據權利要求2所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉，其特徵在於，所述合金材料為鑰鐵和鉻鐵，以佔所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉總重的重量百分比計，所述鉻為O. 5 2. O%，所述鑰為O I. O % ,所述石墨為O. I O. 6 %。
7.一種根據權利要求I所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉的製備方法，其特徵在於，所述製備方法步驟為在所述鐵粉中加入所述石墨、潤滑劑和合金粉末，混合均勻即得所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉。
全文摘要
本發明公開了一種粉末冶金用鐵基低合金鋼粉及其製備方法。以佔所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉總重的重量百分比計，所述粉末冶金用鐵基低合金鋼粉包括0.1～0.85﹪的石墨、0.5～1.2﹪的潤滑劑、0.5～4﹪的粒徑為8～12微米的合金粉末以及95～98﹪的鐵粉。所述製備方法為在所述鐵粉中加入石墨、潤滑劑和合金粉末，混合均勻即得。與現有技術相比，本發明的粉末冶金用鐵基低合金鋼粉中合金粉末的含量少、粒徑範圍小，具有較好的壓制性。在降低生產成本的同時在零件燒結過程中避免了粉體對模具的磨損，還提供足夠的擴散性，使得應用本發明的鐵基低合金鋼粉製備出的壓制零件具有良好的機械性質。
文檔編號B22F1/00GK102950278SQ201110240758
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月22日 優先權日2011年8月22日
發明者王虎 申請人:六安市凱樂特新材料有限公司