專利名稱：一種提高鐵粉成形性的方法
技術領域：
本發明屬于粉末冶金成形技術領域，提供了一種提高鐵粉成形性的方法。
背景技術：
鐵基粉末冶金零件是發展迅速和具有巨大應用潛力的工程材料，因其具有節材、省能、低價地大批量生產、形狀較復雜及具有最終精度零件的特點，在機械、航空，特別是汽車、摩托車行業有廣泛應用，常見的有帶輪、鏈輪、齒轂、凸輪、連桿、閥座等。目前，鐵基粉末冶金零件的成形工藝為壓制，壓坯的密度對零件的最終性能影響很大，高的壓坯密度能夠獲得更優的力學性能，因此如何提高壓坯密度成了鐵基粉末冶金 零件行業的重要問題。常用的方法是制備高純、高球形度鐵粉或添加硬質酸鋅等有機物潤滑劑，受限于混料的均勻性及潤滑性能的有限性，有機物殘留會對零件的力學性能產生影響，壓坯密度最高約7. Γ7. 2g/cm3，而高純、高球形度鐵粉的生產工藝復雜，成本較高。CN101534979A專利文獻提供了一種高壓縮性鐵粉及使用該高壓縮性鐵粉的壓粉磁芯用鐵粉和壓粉磁芯，該專利通過對鐵粉進行進行高純化處理，制備出具有平均4個以下的晶粒數和以顯微維氏硬度HV計平均80以下的硬度的高球形度純鐵粉，而后通過添加硬脂酸鋅、混合金屬皂、酰胺類蠟等潤滑劑進行壓制，該方法對鐵粉原料的要求很高，生產工藝復雜，成本較高。硫鐵物具有優異的潤滑性能，在鐵粉中添加少量硫化亞鐵，能夠改善粉末顆粒之間的摩擦狀況，提高成形性，同時硫不會影響鐵基零件的性能，因此可作為一種提高鐵基零件壓坯密度的方法。

發明內容
本發明的目的在于提供一種提高鐵粉成形性的方法，通過在鐵粉中加入一定配比的硫化亞鐵，經過混合、退火、壓制，以提高鐵基粉末冶金零件的壓坯密度。具體技術工藝如下
1、在鐵粉中加入硫化亞鐵粉末，硫化亞鐵粉末與鐵粉的質量比為1:100-1:10000,在球磨機中混合1-24小時；
2、將球磨混合后的粉末在氫氣爐中退火，退火溫度為600-800°C，時間為l_6h；
3、將退火后的粉末進行壓制，在600MPa-800MPa的壓力下可獲得7.2-7. 6g/cm3的壓坯。步驟I中所述鐵粉為平均粒度50-500 μ m的水霧化鐵粉；硫化亞鐵粉末的平均粒度為 50-500 μ m。步驟3中所述壓制工藝為普通模壓。本發明利用硫化亞鐵優異的潤滑性能改善鐵粉的成形性，將鐵粉與硫化亞鐵粉末混合，混勻后進行退火處理，使硫化亞鐵均勻分布在鐵粉表面，在壓制過程中，硫化亞鐵降低了粉末顆粒間的摩擦力，從而提高了成形性，能將壓坯密度提高到7. 2g/cnT7. 6g/cm3。
本發明的優點在于鐵粉的成形性能好，能在較低的壓制壓力下獲得密度更高的坯體，降低磨具磨損，同時硫不會影響鐵基零件的性能，并且工藝簡單，適于工業化生產。
具體實施例方式實施例I :
步驟I :稱取平均粒度為100 μ m的鐵粉10kg，200 μ m的硫化亞鐵粉lg，在球磨機中混合24小時；
步驟2 :將混合粉末在氫氣爐中退火，退火工藝為700°C、4h ；
步驟3 :將退火后的粉末進行壓制，在750MPa的壓力下可得到密度為7. 2g/cm3的壓坯。實施例2:
步驟I :稱取平均粒度為200 μ m的鐵粉11. 25kg，500 μ m的硫化亞鐵粉I. 5g，在球磨機中混合16小時；
步驟2 :將混合粉末在氫氣爐中退火，退火工藝為750°C、3h ；
步驟3 :將退火后的粉末進行壓制，在700MPa的壓力下可得到密度為7. 3g/cm3的壓坯。實施例3:
步驟I :稱取平均粒度為500 μ m的鐵粉5kg，150 μ m的硫化亞鐵粉lg，在球磨機中混合12小時；
步驟2 :將混合粉末在氫氣爐中退火，退火工藝為780°C、2h ；
步驟3 :將退火后的粉末進行壓制，在800 MPa的壓力下可得到密度為7. 6g/cm3的壓坯。實施例4:
步驟I :稱取平均粒度為150 μ m的鐵粉5kg，50 μ m的硫化亞鐵粉2g，在球磨機中混合15小時；
步驟2 :將混合粉末在氫氣爐中退火，退火工藝為800°C、lh ；
步驟3 :將退火后的粉末進行壓制，在750 MPa的壓力下可得到密度為7. 5g/cm3的壓坯。實施例5:
步驟I :稱取平均粒度為250 μ m的鐵粉100g，150 μ m的硫化亞鐵粉lg，在球磨機中混合10小時；
步驟2 :將混合粉末在氫氣爐中退火，退火工藝為780°C、2h ；
步驟3 :將退火后的粉末進行壓制，在800 MPa的壓力下可得到密度為7. 5g/cm3的壓坯。實施例6:
步驟I :稱取平均粒度為50 μ m的鐵粉500g，100 μ m的硫化亞鐵粉3g，在球磨機中混合I小時；
步驟2 :將混合粉末在氫氣爐中退火，退火工藝為600°C、6h ；
步驟3 :將退火后的粉末進行壓制，在600 MPa的壓力下可得到密度為7. 2g/cm3的壓坯。
權利要求
1.一種提高鐵粉成形性的方法，其特征在于采用如下步驟 (1)在鐵粉中加入硫化亞鐵粉末，硫化亞鐵粉末與鐵粉的質量比為1:100-1:10000,在球磨機中混合1-24小時；(2)將球磨混合后的粉末在氫氣爐中退火，退火溫度為600-800°C，時間為l_6h；(3)將退火后的粉末進行壓制，在600MPa-800MPa的壓力下可獲得7.2-7. 6g/cm3的壓坯。
2.根據權利要求I所述的提高鐵粉壓制性的方法，其特征在于步驟(I)中所述鐵粉為平均粒度50-500 μ m的水霧化鐵粉；硫化亞鐵粉末的平均粒度為50-500 μ m。
3.根據權利要求I所述的提高鐵粉壓制性的方法，其特征在于步驟(3)中所述壓制工藝為普通模壓。
全文摘要
一種提高鐵粉成形性的方法，屬于粉末冶金成形技術領域。利用硫化物的優異潤滑性能提高壓坯密度。將鐵粉和硫化亞鐵粉末混合，在球磨機中混料，混勻后在氫氣爐中退火，使硫化亞鐵均勻分布在鐵粉表面，在壓制過程中，硫化亞鐵起到潤滑劑的作用，改善了粉末顆粒間的摩擦狀況，提高成形性，能夠獲得密度達7.2g/cm3~7.6g/cm3的坯體。本發明的優點在于鐵粉的成形性能好，能在較低的壓制壓力下獲得密度更高的坯體，減小了磨具的損耗，同時硫對鐵基零件的性能沒有影響，并且工藝簡單，適于工業化生產。
文檔編號B22F1/00GK102814495SQ20121033186
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月10日 優先權日2012年9月10日
發明者郭志猛, 葉青, 王志, 郝俊杰, 邵慧萍 申請人:北京科技大學