[發明專利]一種高鋅合金粉末的制備方法

有效

• 申請號: 202110773258.5
• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113500198B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 武璽旺;陳治強;李偉祥;趙小超;張世鋒;楊棟;趙常青;蔡拓;王永彪;胡軍恒;趙自勇
• 申請（專利權）人: 河南黃河旋風股份有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B22F1/145;B22F1/142;B22F1/14;C22C38/16;C22C38/10;C22C38/02;C22C30/06
• 代理公司: 鄭州市華翔專利代理事務所(普通合伙) 41122
• 代理人: 馬鵬鷂

本發明公開了一種高鋅合金粉末的制備方法，具體按照如下步驟進行：步驟1：按照質量百分數稱取鐵20～80%，銅10～60%，稀土0～8%,硅0～6%，鈦0～6%，鈷0～10%，錳0～3%，錫0～5%，鎳0～10%中的兩種或兩種以上的金屬與鋅3～40%進行配比；步驟2：將配比后的材料進行高溫熔煉合金化，并進行霧化沉淀，制得合金粉，控制合金粉含水量在5wt～15wt%；步驟3：將合金粉末通過烘干，氫氮混合氣體還原（氫氣與氮氣體積比為3:1～6:1），退火；步驟4：通過篩分、抗氧化處理及混合后，得到高鋅合金粉末。本發明的合金粉末，粒度均勻穩定，燒結工藝窗口寬，合金化程度高，組織細膩，解決高鋅合金成分偏析問題。

技術領域

本發明屬于金屬材料粉末冶金技術領域，具體地說是涉及一種高鋅合金粉末的制備方法。

背景技術

近年來，金屬預合金粉末已廣泛應用于金剛石工具制作的各個領域，應用量逐步擴大并呈迅猛發展的勢頭。目前預合金粉末消費量較大的應用領域集中于石材及陶瓷加工工具，消費量約占市場總量的80%以上。在石材加工工具中，預合金粉末的消費主體是大刀頭、中小徑石材鋸片的大中型生產廠家。

金屬基金剛石工具中，單質粉末的性能穩定性較差，預合金粉以其具有的成本低、均勻性好、燒結溫度低、胎體性能好等優點，在金剛石工具胎體中的使用量越來越大，其使用已經成為行業發展的趨勢。鋅在金剛石刀頭胎體中的作用是可以降低合金的熔點，在各類金屬之間可以比較容易形成合金化，但存在單質鋅粉末燒結過程中易流料的問題,?本發明的高鋅合金粉末，粒度均勻穩定，燒結工藝窗口寬，合金化程度高，組織細膩，有效阻止了燒結過程中鋅元素的流失，解決了高鋅合金元素成分偏析問題。

發明內容

本發明的目的就是針對上述缺點，提供一種具有高鋅合金粉末粒度分布均勻，流動性好，合金化程度高，組織細膩，燒結性能穩定，有效阻止了燒結過程中鋅元素的流失，解決了高鋅合金成分偏析問題的新的高鋅合金粉末的制備方法。

本發明所采用的技術方案是：一種新的高鋅合金粉末的制備方法，包括以下步驟。

步驟1按照質量百分數稱取鐵20～80%，銅10～60%，稀土0～8%,硅0～6%，鈦0～6%，鈷0～10%，錳0～3%，錫0～5%，鎳0～10%中的兩種或兩種以上與鋅質量分數為3～40%，，進行配比。

步驟2進行高溫熔煉、霧化、沉淀，按照鐵→鈷→鎳→鈦→錳→硅→稀土→銅→鋅→錫的順序依次加入熔煉爐中進行加熱至高溫熔融狀態后，保溫靜置1～2分鐘后，加入除渣劑進行除渣處理，再進行升溫至過熱溫度100～200℃時，傾斜倒入預處理后的中間包中，熔液通過包底φ6～φ8mm導流管流出，在有氮氣保護的條件下被壓力為80～120MPa的高壓水擊碎成粉末，然后通過沉淀、真空負壓抽濾得到含水量在5wt～15wt%的高鋅合金粉末。

步驟3將高鋅合金粉末烘干，氫氮混合氣體還原，退火；將含水量在5wt～15wt%的合金粉末通過松散處理后，采用氮氣氫氣體積比為4:1～3:1的保護氣體，溫度為200～400℃條件下進行烘干，然后采用鋼帶式還原爐進行還原，其中合金粉末的厚度為10～40mm，還原溫度為400～500℃，還原時間為3～4小時，還原氣氛是體積比為3:1～6:1的氫氮混合氣體，在溫度為200～400℃的條件下隨爐冷卻進行退火,退火是為了去除粉末內應力，改善粉末性能，增強粉末的可壓制性。

步驟4通過篩分、抗氧化處理及混合后，得到高鋅合金粉末。所述篩分為使用帶有超聲波裝置的篩分機進行篩網篩選分離，超聲波發生器電流控制在200～400mA，篩網使用200～400目進行篩分，所述抗氧化處理是進行粉末表面進行的抗氧化處理，所述混合處理是將篩下物裝入帶有反向旋轉螺旋裝置的混料桶內進行充分混合，混合時間控制在60～90分鐘，以保證混料的均勻性。