一种含铜铁粉的研制

1112 编辑：中冶有色技术网来源：鞍钢（鞍山）冶金粉材有限公司

2023-03-24 11:51:18

1、主要技术发明

本发明提供了一种粉末冶金用含铜铁粉的工艺方法，包括：冶炼、雾化、还原、退火、混料、扩散等六道工序。其主要的特征：1、铜粉采取电解铜粉，而非雾化铜粉，因其具有纯度高，形状呈树枝状，有利于扩散过程的均匀性;2、采取高温扩散方式，可使铜粉附着至铁粉颗粒面，以保证铁粉的压缩性及烧结尺寸稳定性。具体的步骤叙述如下：

冶炼：以废钢、生铁等为主要原料，通过电炉的冶炼得到成分均匀稳定、杂质少的钢液，Mo含量按工艺要求：0.5~4.0%加入钼铁调整，出钢温度：1620~1800℃。

雾化：雾化压力：10~15Mpa，雾化开始温度：1580~1700℃、雾化结束温度：1550~1630℃、钢液流直径14~28mm、流量140~240m3/h、喷射角度30~50°。

还原：将是上述毛粉经过还原炉进行还原，还原炉还原预热段温度550~800℃、长度4~6m，高温段温度800~1000℃、长度6~12m，冷却段温度500~800 ℃、长度4~8m。氨气流量60~190 m³/h 运行速度：90~300㎜/min料层厚度：12~48㎜。

退火：将是上述还原一次粉，再经过还原炉进行退火处理，还原炉还原预热段温度550~800℃、长度4~6m，高温段温度800~900℃、长度6~12m，冷却段温度500~800 ℃、长度4~8m。氨气流量60~190 m³/h 运行速度：90~300㎜/min料层厚度：12~48㎜。

混料：将退火后的成品粉经过破碎、筛分、合批，然后加入0.1~2.0%比例的油性粘接剂，再按要求8~30%比例加入电解铜粉，混料机转速控制10~20 r/min，混料时间控制30~90min，制成半成品。

扩散：将混合均匀的半成品经还原炉扩散，铜含量根据要求在10~30%之间可调。还原炉扩散预热段温度650~900℃、长度2~4m;高温段温度900~1000℃，长度4~14m;冷却段温度650~900 ℃，长度4~8m。氨气流量60~190 m³/h，控制扩散时间60~120min，料层厚度：20~35mm。

通过上述方法制备的雾化铁粉粉末，其化学成分按重量百分比组成如下：

C：≤0.30%;Si：≤0.030%;Mn：≤0.15%;P：≤0.015%;S：≤0.015%;Cu:8~30%，其余Fe及不可避免的杂质。

2、应用领域及效果

本发明属于粉末冶金领域。

本发明的有益效果是：

1、压缩性(600MPa下):≥7.10g/cm3;

2、铜粉直接附着在铁粉颗粒表面，不产生铜偏析，而且铜粉颗粒高温扩散至铁粉颗粒表面能减少团聚，有利于改善烧结件的机械性能;

3、在混合粉的制备过程中，可直接使用，不需额外添加铜粉，且保持烧结制品零件表面清洁。使用该方法生产出的含铜扩散合金铁粉(产品牌号:FSY10CD)，可作为合金中铜的添加剂使用，相应指标达到国内一流水平，与国际先进水平一致。

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