專利名稱：一種閥座用高性能鐵基部分預(yù)合金粉體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于粉體材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種閥座用高性能鐵基部分預(yù)合金粉體及其制備方法。
背景技術(shù)：
粉末冶金是一種集材料與零件制備成形技術(shù)于一體的先進制造技術(shù)，具有節(jié)能、節(jié)材、高效、近凈成形、無污染等優(yōu)點。粉末冶金零部件的用量是衡量一個國家汽車發(fā)展水平的標志之一，同時也代表該國粉末冶金技術(shù)的發(fā)展水平。其中粉體材料是粉末冶金的基礎(chǔ)和前提，是高性能粉末冶金產(chǎn)品的重要保證。近年來，我國粉末生產(chǎn)企業(yè)加大研發(fā)投入，在產(chǎn)品穩(wěn)定性和新產(chǎn)品開發(fā)等方面取得很大的進步，同國外發(fā)達國家的差距正在快速縮小。但是在產(chǎn)品穩(wěn)定性和高端產(chǎn)品方面(如高性能擴散部分預(yù)合金粉末等)，還存在較大的差距，不能滿足我國粉末冶金的高速發(fā)展需求。Fe-Mo-N1-Cr-V-Cu鐵基擴散部分預(yù)合金粉體是生產(chǎn)高性能汽車用排氣門座的原料保障。目前，尚沒有關(guān)于該類排氣門座的制備方法的研究和專利報道。本發(fā)明采用霧化、破碎、擴散、篩分，最終將粉末制備成Fe-Mo-N1-Cr-V-Cu鐵基擴散部分預(yù)合金粉體，該工藝流程簡單、技術(shù)含量高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種閥座用高性能鐵基部分預(yù)合金粉體及其制備方法。一種閥座用鐵基部分預(yù)合金粉體，該粉體的成分及其比例為:Mo:8 12wt%，Ni:4 8wt%, Cr:0.5 2.5wt%, V:1 3wt%, Cu:0 2.5wt%,余量為 Fe。其中，在制備時，Mo以FeMo (其中Mo的質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選為60% )形式加入，Cr以FeCr (其中Cr的質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選為60 % )形式加入，V以FeV (其中V的質(zhì)量分數(shù)優(yōu)選為50 % )形式加入，Ni以純Ni粉體形式以高溫擴散形式加入，Ni粉粒度為I 10 μ m的粉體，Cu以純Cu粉體形式以高溫擴散形式加入，Cu粉粒度I 10 μ m的粉體。上述閥座用鐵基部分預(yù)合金粉體的制備方法，該方法包括如下步驟:(I)按所述比例配料，將FeMo、FeCr, FeV和Fe加入熔煉爐中熔煉，待熔煉完全合金化后，注入漏包中，漏嘴內(nèi)徑控制在6 8mm，并以10 15MPa的高壓水和0.5 2MPa的氮氣進行保護霧化制備粉末；(2)將霧化制備的粉末與Ni粉和Cu粉混合均勻，在還原爐中高溫擴散0.5 2小時，所述高溫擴散的溫度為650 910°C，經(jīng)過破碎篩分后包裝。熔體通過漏包時，漏包預(yù)先加熱為800 1000°C。所述熔煉爐為中頻感應(yīng)爐。本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明中Mo、Cr和V直接霧化加入粉體材料中，N1、Cu通過高溫下擴散進入粉體材料。通過粉體篩分得到合適的Fe-Mo-N1-Cr-V-Cu鐵基部分預(yù)合金粉體。該方法流程簡單、技術(shù)含量高，粉末不會發(fā)生機械混合粉末易出現(xiàn)的偏析現(xiàn)象。制備出的粉體材料特別適合于粉末冶金制備汽車用排氣門座。


圖1是實施例1制備的閥座用高性能鐵基部分預(yù)合金粉體的掃描電鏡照片。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明:實施例1一種閥座用高性能鐵基部分預(yù)合金粉體，該粉體的成分及其比例為:Mo:8wt%,N1:6wt%，Cr:lwt%，V:1.5wt%，Cu:lwt%，F(xiàn)e:82.5wt%。其制備方法為:(I)按上述比例配料，將金屬原料FeMo、FeCr, FeV和Fe錠在中頻感應(yīng)爐中熔煉，待熔煉完全合金化后，注入漏包中，漏嘴內(nèi)徑控制在6mm，并以IOMPa的高壓水和IMPa的氮氣進行保護霧化制備粉末，所獲得的金屬粉末為不規(guī)則形狀。(2)將霧化制備的粉末與Ni粉和Cu粉混合均勻，在還原爐中高溫擴散0.5小時，再經(jīng)過破碎篩分后包裝。熔體通過漏包時,漏包預(yù)先加熱為850°C ;還原爐中的溫度為650°C。所述FeMo中Mo的質(zhì)量分數(shù)為60 %，所述FeCr中Cr的質(zhì)量分數(shù)為60 %，所述FeV中V的質(zhì)量分數(shù)為50%。所述Ni粉粒度為I 10 μ m的粉體。所述Cu粉粒度I 10 μ m的粉體。本實施例制備的高性能鐵基部分預(yù)合金粉體形狀不規(guī)則。圖1是本實施例制備的高性能鐵基部分預(yù)合金粉體的掃描電鏡照片，由圖1可以看出粉末的表面形貌比較粗糙。采用國際檢測方法測定粉末的松裝密度和流動性為:松裝密度:3.0g/cm3流動性:31.12s/50g。實施例2一種閥座用高性能鐵基部分預(yù)合金粉體，該粉體的成分及其比例為:Mo: IOwt %，N1:6wt%，Cr:lwt%，V:1.5wt%，Cu:lwt%，F(xiàn)e:80.5wt%。其制備方法為:(I)按上述比例配料，將金屬原料FeMo、FeCr, FeV和Fe錠在中頻感應(yīng)爐中熔煉，待熔煉完全合金化后，注入漏包中，漏嘴內(nèi)徑控制在6mm，以1.5MPa的氮氣進行保護、13MPa的高壓水的條件下霧化制備粉末，所獲得的金屬粉末為不規(guī)則形狀。(2)將霧化制備的粉末與Ni粉和Cu粉混合均勻，在還原爐中高溫擴散I小時，經(jīng)過破碎篩分后包裝。熔體通過漏包時,漏包預(yù)先加熱為900°C,還原爐中的溫度為700°C。所述FeMo中Mo的質(zhì)量分數(shù)為60 %，所述FeCr中Cr的質(zhì)量分數(shù)為60 %，所述FeV中V的質(zhì)量分數(shù)為50%。所述Ni粉粒度為I 10 μ m的粉體。所述Cu粉粒度I 10 μ m的粉體。
本實施例制備的高性能鐵基部分預(yù)合金粉體的形狀不規(guī)則。采用國際檢測方法測定粉末的松裝密度和流動性為:松裝密度:2.92g/cm3流動性:31.67s/50g。實施例3一種閥座用高性能鐵基部分預(yù)合金粉體，該粉體的成分及其比例為:Mo: IOwt %，N1:6wt%，Cr:lwt%，V:1.5wt%，Cu:lwt%，F(xiàn)e:80.5wt%。其制備方法為:(I)按上述比例配料，將金屬原料FeMo、FeCr, FeV和Fe錠在中頻感應(yīng)爐中熔煉，待熔煉完全合金化后，注入漏包中，漏嘴內(nèi)徑控制在6mm，以1.5MPa的氮氣進行保護、15MPa的高壓水霧化制備粉末，所獲得的金屬粉末為不規(guī)則形狀。(2)將霧化制備的粉末與Ni粉和Cu粉混合均勻，在還原爐中高溫擴散2小時，經(jīng)過破碎篩分后包裝。熔體通過漏包時,漏包預(yù)先加熱為950°C,還原爐中的溫度為750°C。所述FeMo中Mo的質(zhì)量分數(shù)為60 %，所述FeCr中Cr的質(zhì)量分數(shù)為60 %，所述FeV中V的質(zhì)量分數(shù)為50%。所述Ni粉粒度為I 10 μ m的粉體。所述Cu粉粒度I 10 μ m的粉體。本實施例制備的高性能鐵基部分預(yù)合金粉體的形狀不規(guī)則。采用國際檢測方法測定粉末的松裝密度和流動性為:松裝密度:3.08g/cm3流動性:30.02s/50g。實施例4一種閥座用高性能鐵基部分預(yù)合金粉體，該粉體的成分及其比例為:Mo:12wt %，Ni:4wt %, Cr:2.5wt %，V:3wt %，F(xiàn)e:78.5wt %。其制備方法為:(I)按上述比例配料，將金屬原料FeMo、FeCr, FeV和Fe錠在中頻感應(yīng)爐中熔煉，待熔煉完全合金化后，注入漏包中，漏嘴內(nèi)徑控制在8mm，并以12MPa的高壓水和2MPa的氮氣進行保護霧化制備粉末，所獲得的金屬粉末為不規(guī)則形狀。(2)將霧化制備的粉末與Ni粉和Cu粉混合均勻，在還原爐中以740V的高溫擴散2小時,經(jīng)過破碎篩分后包裝。熔體通過漏包時,漏包預(yù)先加熱為950°C。所述FeMo中Mo的質(zhì)量分數(shù)為60%,所述FeCr中Cr的質(zhì)量分數(shù)為60 %，所述FeV中V的質(zhì)量分數(shù)為50 %。所述Ni粉粒度為I 10 μ m的粉體。所述Cu粉粒度I 10 μ m的粉體。本實施例制備的高性能鐵基部分預(yù)合金粉體的形狀不規(guī)則。采用國際檢測方法測定粉末的松裝密度和流動性為:松裝密度:3.07g/cm3流動性:30.22s/50g。
權(quán)利要求
1.一種閥座用鐵基部分預(yù)合金粉體，其特征在于:該粉體的成分及其比例為:Mo:8 12wt%, Ni:4 8wt%, Cr:0.5 2.5wt%, V:1 3wt%, Cu:0 2.5wt%,余量為 Fe。
2.權(quán)利要求1所述的粉體的制備方法，其特征在于:該方法包括如下步驟:(I)按所述比例配料，其中，Mo以FeMo形式加入，Cr以FeCr形式加入，V以FeV形式加入，Ni以Ni粉體形式加入，Cu以Cu粉體形式加入；將FeMo、FeCr, FeV和Fe加入熔煉爐中熔煉，待熔煉完全合金化后，注入漏包中，漏嘴內(nèi)徑控制在6 8mm，并以10 15MPa的高壓水和0.5 2MPa的氮氣進行保護霧化制備粉末； (2)將霧化制備的粉末與Ni粉和Cu粉混合均勻，在還原爐中以650 910°C的溫度擴散0.5 2小時，再進行破碎篩分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:熔體通過漏包時，漏包預(yù)先加熱的溫度為800 1000。。。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述FeMo中Mo的質(zhì)量分數(shù)為60%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述FeCr中Cr的質(zhì)量分數(shù)為60%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述FeV中V的質(zhì)量分數(shù)為50%。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述Ni粉粒度為I 10μ m的粉體。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述Cu粉粒度I IOym的粉體。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于:所述熔煉爐為中頻感應(yīng)爐。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于粉體材料制備技術(shù)領(lǐng)域的一種閥座用高性能鐵基部分預(yù)合金粉體及其制備方法，該粉體的成分及其比例為Mo8～12wt％，Ni4～8wt％，Cr0.5～2.5wt％，V1～3wt％，Cu0～2.5wt％，余量為Fe。制備方法為Mo、Cr和V直接霧化加入粉體材料中。Ni、Cu通過高溫下擴散進入粉體材料。通過粉體篩分得到合適的Fe-Mo-Ni-Cr-V-Cu鐵基擴散部分預(yù)合金粉體。該方法流程簡單、技術(shù)含量高，粉末不會發(fā)生機械混合粉末易出現(xiàn)的偏析現(xiàn)象。制備出的粉體材料特別適合于高性能汽車用排氣門座。
文檔編號B22F9/08GK103182502SQ20111044282
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者戴赫, 汪禮敏, 楊中元, 張敬國, 王林山, 馬飛, 徐景杰 申請人:北京有色金屬研究總院, 有研粉末新材料(北京)有限公司