[發明專利]粉末冶金鐵基零件用高溫液相燒結合金粉末及制造方法

在審

• 申請號: 202111189135.3
• 申請日: 2021-10-12
• 公開（公告）號: CN113976875A
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發明（設計）人: 張根林;果世駒;張覺靈;林濤;尉念倫
• 申請（專利權）人: 河北敬業立德增材制造有限責任公司;北京科技大學
• 主分類號: B22F1/065
• 分類號: B22F1/065;B22F9/08;C22C33/02;C22C38/02;C22C38/16;B22F3/10
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種粉末冶金鐵基零件用的高溫液相合金粉末，其特征在于合金粉末為熔點在高溫燒結技術的燒結溫度范圍內，適合做粉末冶金鐵基零件高溫燒結溫度下形成液相的粉末添加劑，所述合金粉末成分質量百分數如下：C:0.15～0.30，Si:15～23，Cr:0.05，Mn:0.5，P:0.3，酸不溶物0.5，可還原氧(O):2000ppm，不可避免的工藝雜質1.00，Fe:余量。

2.根據權利要求1所述的粉末冶金鐵基零件用的高溫液相合金粉末，其特征在于所述合金粉末為Fe20Si粉末，化學成分元素的質量百分數為C0.017，Si20.87，S0.004，P0.005，O0.189的，球形顆粒，粒度分布為D₁₀＝6.433mm，D₅₀＝15.10mm，D₉₀＝26.84mm，振實密度4.37g/cm³。

3.根據權利要求1所述的粉末冶金鐵基零件用的高溫液相合金粉末，其特征在于所述合金粉末為Fe22Si粉末，化學成分元素的質量百分數為：C0.002，Si22.04，S0.003，P0.004，O0.183，球形或液滴形顆粒，粒度分布為，D₁₀＝12.24μm，D₅₀＝43.73μm，D₉₀＝110.6μm，振實密度4.99g/cm³。

4.根據權利要求1所述的粉末冶金鐵基零件用的高溫液相合金粉末，其特征在于在Fe粉，10％～20％Cu粉中添加所發明合金粉末，在燒結后過程中可以形成納米相，起到沉淀強化作用；其納米相成分為C1.24-Si0.47-Fe14.5-Cu83.78。

5.一種根據權利要求1所述粉末冶金鐵基零件用的高溫液相合金粉末的制造方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1配料，按照合金元素的成分范圍，根據不同元素的燒損量的多少，確定各成分的實際配料量，P元素添加根據熔化鋼液的流動性調整配料量；

步驟2冶煉，造氧化渣精煉，爐料化清后，添加含氧化鐵的氧化渣，將鋼液中的雜質元素氧化，形成氧化物，氧化物上浮，與鋼液表面的渣相結合，排出鋼液，提高鋼液潔凈程度，降低鋼液粘度，增加流動性，并減少漏嘴處結瘤可能，防止漏嘴堵塞；澆注前添加保護渣保溫，鋼液過熱度應小于200～250℃；

步驟3水氣聯合霧化，鋼液從熔化坩堝倒入中間包，鋼液從中間包底部中心的漏眼漏下，依次被高壓水流和惰性氣流沖擊下成為液滴，旋即被冷卻成固體粉末，落入霧化桶底部；

步驟4水粉分離，用沉淀法將水粉分離，瀝去上層的清水，得到下層濕粉；

步驟5真空干燥，在間歇式真空爐中將濕粉干燥成干粉；

步驟6氣流分級，在氣流粉篩機中，氣流鼓吹干粉，分級；

步驟7合批，按粒度配比要求，將不同粒度粉末在標準混料機中混合，達到均勻化。

6.根據權利要求5所述的粉末冶金鐵基零件用的高溫液相合金粉末的制備方法，其特征在于：冶煉在中頻爐冶煉，經過造氧化渣精煉以及爐料化清；造氧化渣精煉時添加含氧化鐵的氧化渣，渣層厚度15～20mm，將溫度升至1620℃，保持渣熔化均勻分布，靜置10min，扒渣后，加10～15mm厚的碳化稻殼保溫，鋼液過熱度應小于200～250℃；將覆蓋后的熔融鋼液倒入中間包，中間包底部中央有一漏眼，直徑3mm，熔融的金屬液流通過漏眼進入霧化區域；霧化條件為，霧化水壓90～110MPa、霧化氣體1MPa，兩個水霧化噴嘴的夾角分別為40°和50°和V型噴嘴水流呈扇面且夾角為15°。