[發明專利]一種高壓縮性燒結硬化用水霧化鋼鐵粉及生產方法

有效

• 申請號: 200910102309.0
• 申請日: 2009-09-03
• 公開（公告）號: CN101658930A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發明（設計）人: 曹順華;柴獻明
• 申請（專利權）人: 建德市嘉鑫金屬粉材有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C22C38/16;B22F9/08
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司
• 代理人: 陳繼亮

技術領域

本發明是屬于高性能粉末冶金用合金粉末制造技術領域，具體涉及一種高壓縮性燒結硬 化用水霧化鋼鐵粉及生產方法。

背景技術

燒結硬化是指在鐵基粉末冶金零件的燒結過程中出現強度與硬度提高的現象。燒結硬 化工藝的主要特點是在獲得高強度和高硬度之力學性能的前提下省去了鐵基零件燒結后的 熱處理工序，降低了零件的生產成本；同時因冷卻速度較傳統淬火工藝低很多而避免零件的 變形，提高了鐵基零件的精度。

目前瑞典赫格納斯公司、加拿大魁北克金屬粉末公司均有生產燒結硬化粉末。以加拿大 魁北克金屬粉末公司的一種燒結硬化粉ATOMET4701(Fe-0.45Mn-0.45Cr-1Mo-0.9Ni預合金 鋼粉，添加2％Cu與0.75％C)為例，該燒結硬化粉末的組成包含了具有淬透性強的合金元素Ni、 Mo、Mn、Cr、碳與Cu等，而隨著原材料的價格普遍上漲，為了降低粉末冶金零部件的原材料 成本，成本較低的Mn、Cr成為燒結硬化粉理想的合金元素，但這些合金元素與氧的親和力很 強，容易在燒結時形成氧化物失去強化效果與燒結硬化效果而不得不采用水霧化完全預合金 化鋼粉，而預合金粉末的硬度會對粉末壓縮性造成影響，因此需對含Cr、Mn的水霧化合金鋼 粉在高真空下進行退火處理以降低其顯微硬度，該工序在一定程度上增加了粉末的成本。

發明內容

本發明目的在于克服上述技術的不足，而提供一種高壓縮性燒結硬化用水霧化鋼鐵粉及 生產方法，選用經濟而實用的合金材料，以得到燒結硬化的效果，同時提供確保粉末高壓縮 性的生產工藝。

本發明實現上述目的所采用的技術方案。這種高壓縮性燒結硬化用水霧化鋼鐵粉，它由 如下重量比的原料組份組成：鎳：1.0％；錳：1.0％；銅：2.0％；鐵：余量，在上述原料組份 的基礎上外加重量比為0.7％-0.8％的石墨粉，重量比0.7％-0.8％的潤滑劑硬脂酸鋅粉末。石 墨粉和潤滑劑硬脂酸鋅粉末的百分比以上述原料的組分為基準。

本發明所述這種高壓縮性燒結硬化用水霧化鋼鐵粉的生產方法，該方法包括以下步驟： 選用在600MPa條件下壓縮性大于7g/cm³的100目以下的水霧化純鐵粉作為基粉，與300目 銅粉及采用惰性氣體霧化的100目以下的Ni-50Mn合金粉末在還原退火爐中進行擴散，擴散 溫度設定為800℃-850℃，得到高壓縮性硬化用水霧化鋼鐵粉，在生產粉末冶金零件時，高 壓縮性硬化用水霧化鋼鐵粉中加入重量比為0.7％-0.8％的500目石墨粉和重量比0.7％-0.8％ 的潤滑劑硬脂酸鋅粉末，在V型混料機混合1小時，經壓機(600MPa)壓制成標準試樣， 在1120℃溫度下燒結爐中燒結1小時，得到高壓縮性燒結硬化用水霧化鋼鐵粉。

本發明有益的效果：

1、由于合金元素Mn、Ni對鐵基體具有很強的硬化能力，而Mn元素與氧易形成氧化物， 采用惰性氣體霧化的Ni-50Mn合金粉末，一方面該合金粉末中錳元素較錳粉的活性大幅度降 低，有利于錳與鐵之間的合金化，最大限度地發揮其對鐵基體的強化；另一方面，鎳錳合金 的熔點為1030℃，達到熔點以后形成的合金液相迅速包覆鐵粉顆粒，發生快速固液合金化， 實現錳元素的均勻化。通過與高壓縮性純鐵粉擴散處理，該燒結硬化粉仍具有高壓縮性能。 這樣就有效發揮了Mn的強燒結硬化能力和避免降低鐵粉壓縮性。

2、由于選用的合金元素在市場上價格要比其它配方的合金元素低，材料成本降低20％ 以上，同時擴散工藝比真空退火工藝節約能耗，因此產品價格比目前市場產品低30％以上。

具體實施方式：

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明：本實施例在以本發明技術方案為前提下進 行實施，給出了詳細的實施方式和過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

實施例1：