專利名稱：一種添加劑活化的低合金含量鐵基粉末及其制備燒結(jié)材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鐵基粉末冶金材料的制備方法，特別是涉及通過添加劑的選擇與設(shè)計制備較高性能的低合金含量鐵基粉末及其燒結(jié)材料的方法。
背景技術(shù)：
粉末冶金技術(shù)具有節(jié)材、節(jié)能、可低成本大批量生產(chǎn)出具有近終形狀和尺寸精度零件等特點，是典型的綠色制造技術(shù)。鐵基粉末冶金材料一類重要的粉末冶金材料，鐵基粉末及制品占粉末冶金市場的70%，就鐵基粉末冶金制品而言，齒輪是應(yīng)用量最大、范圍最廣、最具代表性的一類零部件。粉末冶金法制造齒輪具有材料利用率高、密度可控、噪聲等級小、成本低的特點，在汽車、摩托車、機(jī)電等各種齒輪生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛。采用一次壓制/燒結(jié)的常規(guī)粉末冶金工藝生產(chǎn)出來的部件密度一般低于7.2g/cm3,尚不能直接用于汽車傳動系統(tǒng)。當(dāng)密度達(dá)到7.2g/cm以上，其抗拉強度、硬度、疲勞強度等力學(xué)性能都會隨密度的增加而呈幾何級數(shù)增大。由于齒輪的失效大部分為表面接觸疲勞，因此當(dāng)密度達(dá)到7.2g/cm3以上，燒結(jié)齒輪的心部能夠達(dá)到一定的強度要求，齒輪表面可通過各種表面致密化技術(shù)來提高其抗疲勞性能。鐵基粉末冶金的發(fā)展主要取決于能夠提供現(xiàn)今密度更高產(chǎn)品的技術(shù)，制品密度提高迄今主要依靠的是粉末制備和壓制工藝的改進(jìn)，包括高壓縮性原料粉體、復(fù)壓復(fù)燒、粉末鍛造、溫壓、高速壓制等。復(fù)壓復(fù)燒技術(shù)由于額外的工序而相應(yīng)增加了成本，通過改進(jìn)應(yīng)可以將成本增加控制在較低水平，通常采用復(fù)壓復(fù)燒制備的鐵基粉末冶金制品密度為7.3^7.4g/cm3，仍有提高的空間。粉末鍛造可以制備接近全致密的粉末冶金制品，但由于在高溫下進(jìn)行，對模具要求較高，且制品的`表面光潔度較差。溫壓技術(shù)在于利用有機(jī)物的融化與填充增加粉末顆粒間的潤滑效果，而有機(jī)物的排出不利于提高燒結(jié)密度，且易造成環(huán)境污染。高速壓制在制備形狀相對復(fù)雜的制品時受到限制。燒結(jié)是運用最廣的一種合金強化方式，在鐵基粉末冶金中，也可通過液相燒結(jié)來提高燒結(jié)制品的密度。磷化物(如Cu3P、Fe3P等)是一種典型的燒結(jié)活化劑，在高合金含量鐵基粉末冶金尤其是粉末不銹鋼與粉末高速鋼中有較多的研究(主要文獻(xiàn)有:R M German.Supersolidus liquid phase sintering,part 1:process review.1nternationalJournal of Powder Metallurgy,1990,26 (I):23;S K Jensen,E Maahn.Sinteringadditive for liquid phase sintering of AISI316L stainless steel.PowderMetallurgy World Congress, 1994，VII1:2113-2116;A MolinarijG Straffelini，TPieczonkajJ Kazior.Persistent liquid phase sintering of316L stainless steel.1nternational Journal of Powder Metallurgy，1998，34(2):21-28;H Preussej J DBolton.Use of phosphide phase additions to promote liquid phase sinteringin316L stainless steels.Powder Metallurgy,1999, 42(1):51-62;F Akhtarj S J Guoj K AShah.Effect of Cu3P addition on sintering behaviour ofelemental powders in thecomposition of465stainless steel.Powder Metallurgy, 2006，49 (I): 28-33.),專利“一種粉末不銹鋼的強化燒結(jié)方法”(專利申請?zhí)?00510053521.4)中也提到磷化亞銅作為燒結(jié)活化劑制備316L不銹鋼，但通常磷化亞銅的添加量至少在2wt.% (即P的含量約0.3wt.%)以上，優(yōu)選為4 8wt.%，而在低合金含量(總合金含量< 5wt.%)鐵基粉末冶金材料中鮮有報道。由于磷(P)具有擴(kuò)大α -Fe相區(qū)和封閉Y-Fe相區(qū)的作用(P含量高于0.6wt.%時Y-Fe相區(qū)封閉)，而鐵原子在α-Fe中的自擴(kuò)散系數(shù)比在Y-Fe中高100倍左右，利用Fe3P-Fe在1050°C發(fā)生共晶反應(yīng)的特點，添加9.4wt.%(Cu-8.5%P)共晶合金粉末的高速鋼T15等在1150°C下真空燒結(jié)得到了全致密的材料。一般認(rèn)為磷在致密鋼鐵材料中含量過高會引起鋼的冷脆，降低塑性，屬于有害元素，雖然在鐵基粉末冶金材料中孔隙對基體力學(xué)性能的影響大于磷的作用，但在提高密度的同時也應(yīng)該控制磷的含量，消除磷的不利影響。此外，專利“一種高性能鐵基粉末冶金零件的低溫?zé)Y(jié)方法”(專利申請?zhí)?201110070535.2)中通過向普通鐵粉末中加入納米銅粉的方法明顯降低了其燒結(jié)溫度，但在燒結(jié)溫度下銅在基體鐵中的溶解度大于鐵在銅中的溶解度，單獨加入納米銅粉所起到液相燒結(jié)效果十分有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題避免上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處，提供一種添加劑活化的低合金含量鐵基粉末及其制備燒結(jié)材料的方法，給出該材料的原料選擇、成分設(shè)計，以及其制造工藝?！N添加劑活化的低合金含量鐵基粉末，由鐵基合金粉末、磷化亞銅(Cu3P)、銅粉和潤滑劑組成，其中銅元素占
0.5" .5wt.%,磷化亞銅占銅粉與磷化亞銅粉總質(zhì)量的2(T80wt.% ;銅粉的顆粒范圍為:
0.05 10 μ m，磷化亞銅粉的顆粒范圍為:0.05 10 μ m。所述的鐵基合金粉 末由水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉和石墨組成，添加劑活化的低合金含量鐵基粉末中鎳的質(zhì)量含量為1.5^2wt.%、鑰的質(zhì)量含量為0.3^0.5wt.%、碳的質(zhì)量含量為0.4 0.8wt.%、潤滑劑占0.2-0.8wt.%。所述的鐵基合金粉末中還可含有水霧化鐵鑰預(yù)合金粉。上述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末中，銅元素優(yōu)選占添加劑活化的低合金含量鐵基粉末質(zhì)量的0.6 1.2wt.%，磷化亞銅優(yōu)選占銅粉與磷化亞銅粉總質(zhì)量的3(T70wt.% ;銅粉的顆粒范圍優(yōu)選為0.2飛μ m，磷化亞銅粉的顆粒范圍優(yōu)選為0.2飛μ m。所述的羰基鎳粉粒度< 15 μ m ;所述的鑰粉粒度< 45 μ m ;所述的水霧化鐵粉的粒度范圍為20 300 μ m,粒度在45 180 μ m的顆粒不低于水霧化鐵粉總重量的80wt.%，松裝密度不小于2.8g/cm3,流動性不大于29s/50g。所述的水霧化鐵鑰預(yù)合金粉中鑰含量為0.5^0.8wt.%，水霧化鐵鑰預(yù)合金粉粒度范圍為2(Γ200μπι，松裝密度不小于2.8g/cm3，流動性不大于30s/50g。所述的潤滑劑包括硬脂酸鋰、硬脂酸鋅、金屬皂、乙撐雙硬脂酰胺、脂肪酸酰胺中的一種或兩種以上的組合。上述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末制備低合金含量鐵基合金燒結(jié)材料的方法，將所述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末均勻混合后一次壓制一次燒結(jié)，或者先低溫預(yù)燒，再復(fù)壓復(fù)燒即得到；具體是將所述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末，混合均勻，在60(T700MPa的壓力下進(jìn)行壓制，在溫度為40(T500°C保溫0.5小時，再升溫至65(T850°C預(yù)燒0.5^1小時，然后以以下兩種方式中的任一種制備:I)是直接升溫至105(Tl200°C保溫0.5^1.5小時，即完成一次壓制一次燒結(jié)，得到燒結(jié)材料；2)是將預(yù)燒后的坯體冷卻至室溫，在60(T800MPa的壓力下進(jìn)行復(fù)壓，再在105(Tl200°C下燒結(jié)0.5^1.5小時，即完成復(fù)壓復(fù)燒，得到燒結(jié)材料。所述預(yù)燒和燒結(jié)都是在氫氣氛燒結(jié)爐中進(jìn)行。本發(fā)明之所以能改善鐵基粉末冶金零件性能，其獨創(chuàng)之處在于:其一，由于磷化亞銅是一種脆性物質(zhì)，分布在基體鐵粉周圍的超細(xì)磷化亞銅具有一定的潤滑效果，在壓制過程中有利于基體鐵顆粒的重排。其二，銅與磷化亞銅的超細(xì)粉活性較高，能在相對較低溫度下反應(yīng)生成液相，使基體鐵在α -Fe相區(qū)得到快速擴(kuò)散，促使基體的致密化與孔隙的球化。其三，雖然銅與磷化亞銅超細(xì)粉的添加總量較少，磷化亞銅最高約為1.4wt.%，但其平均粒度小，能更加均勻的分布在基體粉中，在相對較低溫度下有利于更多的燒結(jié)頸形成。此外，鎳、鑰等合金元素密度與鐵相近，容易混合均勻，加入細(xì)的羰基鎳粉更有利于在鐵基體中固溶，同時能加速鐵的擴(kuò)散，鑰能夠擴(kuò)大α -Fe相區(qū)，能更好發(fā)揮含磷液相燒結(jié)的作用。本發(fā)明利用少量超細(xì)粉體提供低溫液相燒結(jié)的特點，通過常規(guī)的一次壓制一次燒結(jié)制備的制品密度可達(dá)7.22g/cm3，采用復(fù)壓復(fù)燒的制品密度可達(dá)7.52g/cm3,并具有較高的力學(xué)性能。本發(fā)明具有制備工藝簡單、生產(chǎn)效率高、制品密度和力學(xué)性能及尺寸精度高等特點。


圖1是本發(fā)明添加不同含量超細(xì)磷化亞銅的鐵基合金混合粉在600MPa下一次壓制坯體的密度；圖2是未添加超細(xì)磷化亞銅本發(fā)明與添加超細(xì)磷化亞銅制備的鐵基預(yù)燒坯的顯微結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。采用水霧化鐵粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、羰基鎳粉、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉及潤滑劑為原料配成混合粉，其中鎳(Ni) 1.5 2wt.%、鑰(Mo) 0.3 0.5wt.%、石墨 0.4 0.8wt.%、銅兀素 0.5 1.5wt%、憐化亞銅占銅粉與磷化亞銅粉總質(zhì)量的2(T80wt.% ;潤滑劑的加入量為原料總質(zhì)量的0.2^0.8wt9L將各原料與裝入混料筒中并密封，在行星式混料機(jī)上混合均勻。然后在600MPa的壓力下進(jìn)行壓制成型，將壓制生坯置于氫氣氛燒結(jié)爐中，在溫度為40(T50(rC保溫0.5小時，再升溫至65(T850°C預(yù)燒0.5^1小時，所得到預(yù)燒坯的顯微組織如圖2b所示，與只添加了超細(xì)銅粉的預(yù)燒坯的未腐蝕金相組織(圖2a)對比，同時添加了超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉的預(yù)燒坯鐵基顆粒間微細(xì)縫隙較少，孔隙 更小，接近球化。經(jīng)過65(T850°C預(yù)燒的坯體可直接升溫至105(Tl200°C下燒結(jié)，保溫時間0.5 1.5小時，促進(jìn)各合金元素的完全合金化，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度可達(dá)7.22g/cm3，抗彎強度為90(T960MPa，硬度為54 58HRB。預(yù)燒坯也可在60(T800MPa的壓力下進(jìn)行復(fù)壓，再在氫氣氛下105(Γ1200 下燒結(jié)，保溫時間0.5^1.5小時，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度可達(dá)
7.52g/cm3，抗彎強度為1150 1260MPa，硬度為75 82HRB。實施例1采用水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉為原料，按鎳1.5wt.%、鑰0.3wt.%、石墨0.4wt.%、銅元素0.5wt%、磷化亞銅約占0.2wt%,與0.6wt.%的潤滑劑配料,其中磷化亞銅與銅的粒度范圍為0.05、.2 μ m，將各原料裝入混料筒中并密封，在行星式混料機(jī)上混合均勻。然后在600MPa的壓力下進(jìn)行壓制成型，將壓制生坯置于氫氣氛燒結(jié)爐中，在溫度為40(T50(TC預(yù)燒0.5小時，再升溫至65(T850°C保溫0.5 I小時，最后升溫至105(Tl200°C下燒結(jié)0.5 1.5小時，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度為7.20g/cm3，抗彎強度為900MPa，硬度為54.2HRB。實施例2采用水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉為原料，按鎳1.5wt.%、鑰0.4wt.%、石墨0.5wt.%、銅元素0.7wt%、磷化亞銅約占0.4wt%,與0.6wt.%的潤滑劑配料,其中磷化亞銅與銅的粒度范圍為0.Γ μ m,將各原料 裝入混料筒中并密封，在行星式混料機(jī)上混合均勻。其它條件同實施例1，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度為7.20g/cm3，抗彎強度為908MPa，硬度為54.6HRB。實施例3采用水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉為原料，按鎳1.5wt.%、鑰0.5wt.%、石墨0.6wt.%、銅元素0.9wt%、磷化亞銅約占0.6wt%,與0.6wt.%的潤滑劑配料,其中磷化亞銅與銅的粒度范圍為0.2飛μ m,將各原料裝入混料筒中并密封，在行星式混料機(jī)上混合均勻。其它條件同實施例I，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度為7.21g/cm3，抗彎強度為916MPa，硬度為55.1HRB。實施例4采用水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉為原料，按鎳2wt.%、鑰0.3wt.%、石墨0.4wt.%、銅元素1.lwt%、磷化亞銅約占0.8wt%,與0.6wt.%的潤滑劑配料,其中磷化亞銅與銅的粒度范圍為0.5飛μ m,將各原料裝入混料筒中并密封，在行星式混料機(jī)上混合均勻。其它條件同實施例1，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度為7.23g/cm3，抗彎強度為932MPa，硬度為56.1HRB。實施例5采用水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉為原料，按鎳2wt.%、鑰0.4wt.%、石墨0.6wt.%、銅元素1.3wt%、磷化亞銅約占1.0wt%,與0.6wt.%的潤滑劑配料,其中磷化亞銅與銅的粒度范圍為flOym，將各原料裝入混料筒中并密封，在行星式混料機(jī)上混合均勻。其它條件同實施例1，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度為7.22g/cm3，抗彎強度為955MPa，硬度為57.2HRB。實施例6采用水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉為原料，按鎳2wt.%、鑰0.5wt.%、石墨0.8wt.%、銅元素1.5wt%、磷化亞銅約占1.2wt%,與0.6wt.%的潤滑劑配料,其中磷化亞銅與銅的粒度范圍為Γ Ομπι，將各原料裝入混料筒中并密封，在行星式混料機(jī)上混合均勻。其它條件同實施例1，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度為7.20g/cm3，抗彎強度為961MPa，硬度為58.3HRB。實施例7采用水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉為原料，按鎳1.5wt.%、鑰0.3wt.%、石墨0.4wt.%、銅元素0.5wt%、磷化亞銅約占0.2wt%,與0.6wt.%的潤滑劑配料,其中磷化亞銅與銅的粒度范圍為0.05、.2 μ m，將各原料裝入混料筒中并密封，在行星式混料機(jī)上混合均勻。然后在600MPa的壓力下進(jìn)行壓制成型，將壓制生坯置于氫氣氛燒結(jié)爐中，在溫度為40(T50(TC預(yù)燒0.5小時，再升溫至65(T850°C保溫0.5^1小時得到預(yù)燒坯，將預(yù)燒坯在SOOMPa的壓力下進(jìn)行復(fù)壓，再在氫氣氛下105(Γ1200 下燒結(jié)0.5^1.5小時，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度可達(dá)7.48g/cm3，抗彎強度為1151MPa，硬度為75.2HRB。實施例8采用水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉為原料，按鎳1.5wt.%、鑰0.4wt.%、石墨0.5wt.%、銅元素0.7wt%、磷化亞銅約占0.4wt%,與0.6wt.%的潤滑劑配料,其中磷化亞銅與銅的粒度范圍為0.Γ μ m,將各原料裝入混料筒中并密封，在行星式混料機(jī)上混合均勻。其它條件同實施例7，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度為7.51g/cm3，抗彎強度為1172MPa，硬度為75.9HRB。實施例9采用水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉為原料，按鎳1.5wt.%、鑰0.5wt.%、石墨0.6wt.%、銅元素0.9wt%、磷化亞銅約占0.6wt%,與0.6wt.%的潤滑劑配料,其中磷化亞銅與銅的粒度范圍為0.2飛μ m,將各原料裝入混料筒中并密封，在行星式混料機(jī)上混合均勻。其它條件同實施例7，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度為7.53g/cm3，抗彎強度為1199MPa，硬度為76.8HRB。實施例10采用水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉為原料，按鎳2wt.%、鑰0.3wt.%、石墨0.4wt.%、銅元素1.lwt%、磷化亞銅約占0.8wt%,與0.6wt.%的潤滑劑配料,其中磷化亞銅與銅的粒度范圍為0.5飛μ m，將各原料在行星式混料機(jī)上混合均勻。其它條件同實施例7，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度為7.52g/cm3，抗彎強度為1225MPa，硬度為78.1HRB。實施例11采用水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉為原料，按鎳2wt.%、鑰0.4wt.%、石墨0.6wt.%、銅元素1.3wt%、磷化亞銅約占1.0wt%,與0.6wt.%的潤滑劑配料,其中磷化亞銅與銅的粒度范圍為flOym，將各原料裝入混料筒中并密封，在行星式混料機(jī)上混合均勻。其它條件同實施例7，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度為7.51g/cm3，抗彎強度為1246MPa，硬度為79.9HRB。實施例12 采用水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉(或水霧化鐵鑰預(yù)合金粉代替部分水霧化鐵粉和鑰粉)、石墨、超細(xì)的磷化亞銅粉與銅粉為原料，按鎳2wt.%、鑰0.5wt.%、石墨0.8wt.%、銅元素1.5wt%、磷化亞銅約占1.2wt%,與0.6wt.%的潤滑劑配料,其中磷化亞銅與銅的粒度范圍為Γ Ομπι，將各原料裝入混料筒中并密封，在行星式混料機(jī)上混合均勻。其它條件同實施例7，所得到的鐵基燒結(jié)材料的密度為`7.50g/cm3，抗彎強度為1260MPa，硬度為82.1HRB。
權(quán)利要求
1.一種添加劑活化的低合金含量鐵基粉末，其特征在于， 由鐵基合金粉末、磷化亞銅粉、銅粉和潤滑劑組成，其中銅元素占0.5^1.5wt.%，磷化亞銅占銅粉與磷化亞銅粉總質(zhì)量的2(T80wt.% ;銅粉的顆粒范圍為:0.05 10 μ m,磷化亞銅粉的顆粒范圍為:0.05 10 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末，其特征在于， 所述的鐵基合金粉末由水霧化鐵粉、羰基鎳粉、鑰粉和石墨組成，添加劑活化的低合金含量鐵基粉末中鎳的質(zhì)量含量為1.5 2wt.%、鑰的質(zhì)量含量為0.3^0.5wt.%、碳的質(zhì)量含量為0.4^0.8wt.%，潤滑劑加入量為添加劑活化的低合金含量鐵基粉末的0.2-0.8wt.%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末，其特征在于， 所述的鐵基合金粉末中還含有水霧化鐵鑰預(yù)合金粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末，其特征在于，銅元素占添加劑活化的低合金含量鐵基粉末質(zhì)量的0.6^1.2wt.%，磷化亞銅占銅粉與磷化亞銅粉總質(zhì)量的3(T70wt.% ;銅粉的顆粒范圍為0.2飛μ m，磷化亞銅粉的顆粒范圍為0.2飛μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末，其特征在于，所述的羰基鎳粉粒度< 15 μ m ;所述的鑰粉粒度< 45 μ m ;所述的水霧化鐵粉的粒度范圍為20^300 μ m,粒度在45 180 μ m的顆粒不低于水霧化鐵粉總重量的80wt.%，松裝密度不小于2.8g/cm3,流動 性不大于29s/50g。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末，其特征在于，所述的水霧化鐵鑰預(yù)合金粉中鑰含量為0.5^0.8wt.%，水霧化鐵鑰預(yù)合金粉粒度范圍為2(Γ200 μ m,松裝密度不小于2.8g/cm3，流動性不大于30s/50g。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末，其特征在于，所述的潤滑劑包括硬脂酸鋰、硬脂酸鋅、金屬皂、乙撐雙硬脂酰胺、脂肪酸酰胺中的一種或兩種以上的組合。
8.權(quán)利要求1-7任一項所述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末制備低合金含量鐵基合金燒結(jié)材料的方法，其特征在于，將所述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末均勻混合后一次壓制一次燒結(jié)，或者先低溫預(yù)燒，再復(fù)壓復(fù)燒即得到。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:將所述的添加劑活化的低合金含量鐵基粉末，混合均勻，在60(T700MPa的壓力下進(jìn)行壓制，在溫度為40(T500°C保溫0.5小時，再升溫至65(T850°C預(yù)燒0.5^1小時，然后以以下兩種方式中的任一種制備: 1)是直接升溫至105(Tl200°C保溫0.5^1.5小時，即完成一次壓制一次燒結(jié)，得到燒結(jié)材料； 2)是將預(yù)燒后的坯體冷卻至室溫，在60(T800MPa的壓力下進(jìn)行復(fù)壓，再在105(Tl200°C下燒結(jié)0.5^1.5小時，即完成復(fù)壓復(fù)燒，得到燒結(jié)材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述預(yù)燒和燒結(jié)都是在氫氣氛燒結(jié)爐中進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種添加劑活化的低合金含量鐵基粉末及其制備燒結(jié)材料的方法。其在霧化鐵粉及鎳等合金粉中添加了少量銅與磷化亞銅的超細(xì)粉末，該鐵基合金燒結(jié)材料的制備方法為將均勻混合的該粉末一次壓制一次燒結(jié)，或者先低溫預(yù)燒，再復(fù)壓復(fù)燒。本發(fā)明鐵基混合粉末中的超細(xì)磷化亞銅粉可有效增加鐵粉的壓制潤滑性，在相對較低溫度下促進(jìn)基體中孔隙的球化，提高燒結(jié)體的密度。采用600~700MPa下一次壓制及一次燒結(jié)的制品密度可達(dá)7.22g/cm3，在700~800MPa下復(fù)壓及復(fù)燒的制品密度可達(dá)7.52g/cm3，并具有較高的力學(xué)性能。
文檔編號B22F3/16GK103084569SQ20131000103
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者滕浩, 周科朝, 李志友 申請人:中南大學(xué)