[發明專利]一種鋁鐵合金分次熔煉粉末冶金成型工藝

有效

• 申請號: 202010396114.8
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111471881B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 謝石華
• 申請（專利權）人: 江蘇華企鋁業科技股份有限公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C21/00;B22D19/16;B22F9/08
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種鋁鐵合金分次熔煉粉末冶金成型工藝，將鋁這一主要組份中的一部分或是鋁和鐵這兩個主要組份中的一部分制成鋁棒，小組分與剩余的鋁或是鋁鐵混合與制成的鋁棒一同澆筑成合金棒。在利用高頻感應加熱，在合金棒底端形成液滴。鋁棒內有軸向通孔，在形成液滴的同時，向液滴內或是液滴上吹氣。吹氣的位置在真空的收集罐中，氣體在真空環境下，會膨脹，將液滴爆開，形成均勻的金屬粉末顆粒。最后利用組份已經基本均勻的合金粉末顆粒，二次熔煉。二次熔煉，由于組份以經基本均勻，攪拌更充分，成品率高，且質量穩定。每個環節都可控性更強，及時是調整參數或是組份，設備的適應更快。更有利于生產高品質產品。

技術領域

本發明涉及鋁鐵合金的冶煉工藝，尤其涉及鋁鐵合金分次熔煉粉末冶金成型的工藝。

背景技術

第一部分，粉末冶金時，將大小組份金屬都在同一個容器中融熔之后，進行攪拌，盡可能使各組分混合均勻，并避免明顯偏析情況的發生。

第二部分，粉末冶金的具體工藝就是熔化后攪拌，攪拌后將金屬熔液制成金屬粉末，再將粉末熔壓制成所需的金屬塊或其它形狀。

但本申請發明人在實現本申請實施例中發明技術方案的過程中，發現上述技術至少存在如下技術問題：

合金中多有一些小組分金屬，1-5的組份，或是多個小組分金屬。但是鋁的總量很大，為了提高合金組份的穩定性，通常單次熔煉的量較大。這樣，單次熔煉量較大，要保證組份均勻就比較困難，偏析的情況常常發生。往往就需要長時間的熔化和攪拌。而且所有的組份在一起熔化，對于熔煉來說，就有多個維度需要控制，組份的均勻，避免偏析，熔體溫度等等，對最終品質有影響的指標都需要考慮，需要綜合考慮，往往最后的選擇是妥協的結果。最終產品的可控性非常低。

大量的金屬熔液，后續要進行霧化，霧化的過程相對較慢，此時需要精細的控制金屬熔液的均勻性，溫度和攪拌要始終保持金屬組份的一致性。但是，金屬熔液逐漸減少，加熱設備和攪拌設備的控制需要不斷的調整，提高了生產的難度，設備的損耗加重。

此外，粉末冶金時使用的氣霧化設備如果使用專用于粉末冶金或是3D打印使用的金屬粉末霧化設備，則氣流流速高，設備精密，生產成本很高，對于原材料生產廠商來說并不適用。因此，使用的霧化設備，通常僅僅是把金屬液滴吹散，但是金屬粉末顆粒有較多的大顆粒，非常不均勻，對后續的熔壓制成塊狀或是其他形狀時就非常不利。其內部空氣多，不易排出，加熱有可能產生氧化。熔化時間和所需的壓力也要加長，成本升高。

發明內容

本申請實施例通過提供一種鋁鐵合金分次熔煉粉末冶金成型工藝，解決了現有技術中獨權能解決的技術問題，降低了對每個生產環節的要求，可控性更高，提高產品質量的穩定性和成品率。

本申請實施例提供了一種鋁鐵合金分次熔煉粉末冶金成型工藝，包括以下步驟，

1)鋁棒制備

計算單次粉末冶金所需鋁用量，使用所有鋁組份的50-100％，熔化后澆鑄成圓柱狀，其內帶有同軸通孔，同軸通孔的直徑0.5-1.5mm；

2)小組分熔煉

將合金中除鋁以外的組份以及步驟1)中未制成鋁棒剩余的鋁，在坩堝中熔化，高于熔點溫度10-50度，電磁攪拌10-20min；

3)合金棒制備

鋁棒放入合金澆鑄模具中，合金澆鑄模具內腔為圓柱形與鋁棒同軸，鋁棒外圓柱面與模具之間形成的空間用于澆鑄步驟2)中的小組分金屬熔液；

4)合金棒粉末制備

使用一個輸送箱，底端開口與收集罐頂端密封連通，連通處固定一個密封板，密封板中心開通孔，通孔直徑比合金棒直徑大2-3mm；

將合金棒夾持在輸送輥組上，并使合金棒勻速向下移動，合金棒與密封板中心的通孔同軸；