一種注射成型用鐵基合金粉末的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種合金粉末的制備方法，具體涉及的是一種注射成型用鐵基合金粉末的制備方法。
【背景技術】
[0002]目前用于注射成型的鐵基合金粉末均是采用霧化制粉法制取，該霧化制粉法以快速運動的流體(霧化介質)沖擊或以其他方式將金屬或合金液體破碎為細小液滴，繼之冷凝為固體粉末的粉末制取方法。霧化法是生產完全合金化粉末的最好方法，其產品稱為預合金粉。這種粉的每個顆粒不僅具有與既定熔融合金完全相同的均勻化學成分，而且由于快速凝固作用而細化了結晶結構；消除了第二相的宏觀偏析。
[0003]最廣泛應用的是氣霧化和水霧化法。霧化制粉時先用電爐或感應爐將金屬原料熔煉為成分合格的合金液體(一般過熱100?150°C )，然后將其注入位于霧化噴嘴之上的中間包內。合金液由中間包底部漏眼流出，通過噴嘴時與高速氣流或水流相遇被霧化為細小液滴，霧化液滴在封閉的霧化筒內快速凝固成合金粉末。通常，惰性氣霧化粉末顆粒呈圓形，氧含量最低(低于100X 10)，可直接用熱成形技術(如熱等靜壓)制成致密化產品。水霧化粉末顆粒多為不規則形狀，氧含量高(高于600 X 10)，須經退火處理，但其具有很好的壓縮性，可冷壓成形，然后燒結成機械零件。
[0004]還有一種真空溶氣霧化法也能生產高純度球形粉末。其原理是:當在氣壓下被氣體過飽和的合金液體突然暴露到真空時，溶解的氣體將逸出而膨脹，致使合金液體霧化，繼之冷凝為粉末。
[0005]目前，通過上述霧化制粉法制取的用于注射成型的鐵基合金粉末，其存在壓實密度小，粉末氧含量高，產品成形性差的缺陷。

【發明內容】

[0006]本發明的目的在于克服現有技術中霧化制粉法制取的用于注射成型的鐵基合金粉末存在壓實密度小、粉末氧含量高、產品成形性差的問題；提供一種解決上述問題的注射成型用鐵基合金粉末的制備方法。
[0007]為達到上述目的，本發明的技術方案如下:
一種注射成型用鐵基合金粉末的制備方法，包括:
(1)將鐵基合金粉末原料加入熔煉爐中，抽真空；
(2)在熔煉爐中進行磁懸浮熔煉、純化獲得金屬液；
(3)金屬液進入霧化室進行霧化成粉末熔滴，粉末熔滴在通過氣噴水冷或者水噴水冷工藝后冷卻形成凝固的粉末；在氣噴水冷或者水噴水冷工藝階段的冷卻水中添加有成型劑溶液，所述成型劑包括硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一種或幾種；
(4)粉末落入收粉室后輸送到收粉罐中，然后落入振動篩進行篩分。
[0008]本發明通過在氣噴水冷或者水噴水冷工藝階段對冷卻水成分進行改變，添加成型劑溶液到冷卻水中，有效在冷卻過程中使合金粉末表面粘附一層成型劑，幫助粉末熔滴快速固化成粉末的同時，有效避免空氣中或冷卻水中的氧對高溫熔滴進行氧化，降低粉末氧含量。
[0009]同時，通過添加上述種類的成型劑，有效提高合金粉末的壓實密度，提高產品成形性。
[0010]進一步，所述冷卻水中成型劑加入量為冷卻水總量的I?30wt%。
[0011]為了達到最好地效果，所述冷卻水中成型劑加入量為冷卻水總量的4?20wt%。
[0012]進一步，本發明中所述成型劑優選為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑或聚乙二醇。
[0013]通過實驗證明，上述種類和比例的成型劑能更好保證制備的合金粉末松裝密度更高、流動性更好，同時有效降低粉末氧含量，增加產品成形性。
[0014]本發明與現有技術相比，具有以下優點及有益效果:
1、本發明通過在氣噴水冷或者水噴水冷工藝階段對冷卻水成分進行改變，添加成型劑溶液到冷卻水中，在幫助粉末熔滴快速固化成粉末的同時，有效避免空氣中或冷卻水中的氧對高溫熔滴進行氧化，降低粉末氧含量；
2、本發明中通過添加成型劑，有效提高合金粉末的壓實密度，提高產品成形性；
3、本發明中成型劑種類和比例的選擇，能更好保證制備的合金粉末松裝密度更高、流動性更好，同時有效降低粉末氧含量，增加產品成形性。
【具體實施方式】
[0015]下面結合實施例，對本發明作進一步地詳細說明，但本發明的實施方式不限于此。
[0016]實施例1
一種注射成型用鐵基合金粉末的制備方法，包括:
(1)將鐵基合金粉末原料加入熔煉爐中，抽真空；本實施例中該鐵基合金粉末原料選擇為:銅粉1.5%，石墨碳粉0.5%，錳粉0.4%、鉬粉0.5%，鉻1.5%，硫0.15%，其余為鐵粉；
(2)在熔煉爐中進行磁懸浮熔煉、純化獲得金屬液；
(3)金屬液進入霧化室進行霧化成粉末熔滴，粉末熔滴在通過氣噴水冷或者水噴水冷工藝后冷卻形成凝固的粉末；在氣噴水冷或者水噴水冷工藝階段的冷卻水中添加有成型劑溶液，所述成型劑由硅烷偶聯劑構成，且冷卻水中成型劑加入量為冷卻水總量的20wt% ;
(4)粉末落入收粉室后輸送到收粉罐中，然后落入振動篩進行篩分。
[0017]經檢測，該鐵基合金粉末的松裝密度為3.32g/cm3;在600MPa壓制壓力下，生坯密度為7.85g ;含氧量低于1500ppm。
[0018]實施例2
本實施例為實施例1的對比實施例，本實施例與實施例1的區別在于，本實施例中步驟
(3)中的冷卻水中不加入成型劑溶液，通過與實施例1相同的條件制備出鐵基合金粉末。
[0019]經檢測，該鐵基合金粉末的松裝密度為2.91g/cm3;在600MPa壓制壓力下，生坯密度為7.12g ;含氧量高于2000ppm。
[0020]實施例3
本實施例與實施例1的區別在于:本實施例中制備鐵基合金粉末過程中成型劑加入量不同，本實施例中該成型劑的加入量為金屬粉末原材料的5wt%。
[0021]經檢測，該鐵基合金粉末的松裝密度為3.19g/cm3;在600MPa壓制壓力下，生坯密度為7.47g ;含氧量低于1500ppm。
[0022]實施例4
本實施例與實施例1的區別在于，本實施例的冷卻水中成型劑加入量為冷卻水總量的30wt%o
[0023]經檢測，該鐵基合金粉末的松裝密度為3.21g/cm3;在600MPa壓制壓力下，生坯密度為7.42g ;含氧量低于1500ppm。
[0024]實施例5
本實施例與實施例1的區別在于:本實施例中成型劑加入種類不同，本實施例中該成型劑由質量比為鈦酸酯偶聯劑構成，成型劑加入量為冷卻水總量的10wt%。
[0025]經檢測，該鐵基合金粉末的松裝密度為3.35g/cm3;在600MPa壓制壓力下，生坯密度為7.62g ;含氧量低于1500ppm。
[0026]實施例6
本實施例與實施例1的區別在于，本實施例中成型劑加入種類不同，本實施例中該成型劑為聚乙烯醇，本實施例中該成型劑的加入量為金屬粉末原材料的2wt%。
[0027]經檢測，該鐵基合金粉末的松裝密度為3.22g/cm3 ;在600MPa壓制壓力下，生坯密度為7.39g ;含氧量低于1500ppm。
[0028]上述實施例僅為本發明的優選實施例，并非對本發明保護范圍的限制，但凡采用本發明的設計原理，以及在此基礎上進行非創造性勞動而作出的變化，均應屬于本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種注射成型用鐵基合金粉末的制備方法，其特征在于，包括: (1)將鐵基合金粉末原料加入熔煉爐中，抽真空； (2)在熔煉爐中進行磁懸浮熔煉、純化獲得金屬液； (3)金屬液進入霧化室進行霧化成粉末熔滴，粉末熔滴在通過氣噴水冷或者水噴水冷工藝后冷卻形成凝固的粉末；在氣噴水冷或者水噴水冷工藝階段的冷卻水中添加有成型劑溶液，所述成型劑包括硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一種或幾種； (4)粉末經過振動篩進行篩分。2.根據權利要求1所述的一種注射成型用鐵基合金粉末的制備方法，其特征在于，所述冷卻水中成型劑加入量為冷卻水總量的I?30wt%。3.根據權利要求2所述的一種注射成型用鐵基合金粉末的制備方法，其特征在于，所述冷卻水中成型劑加入量為冷卻水總量的4?20wt%。4.根據權利要求1?3任一項所述的一種注射成型用鐵基合金粉末的制備方法，其特征在于，所述成型劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑或聚乙二醇。
【專利摘要】本發明公開的是一種注射成型用鐵基合金粉末的制備方法，解決了現有技術中霧化制粉法制取的用于注射成型的鐵基合金粉末存在壓實密度小、粉末氧含量高、產品成形性差的問題。本發明包括（1）將鐵基合金粉末原料加入熔煉爐中，抽真空；（2）在熔煉爐中進行熔煉、純化獲得金屬液；（3）金屬液進入霧化室進行霧化成粉末熔滴，通過氣噴水冷或者水噴水冷工藝后形成凝固粉末；所述氣噴水冷或者水噴水冷工藝的冷卻水中添加成型劑溶液，該成型劑選自硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一種或幾種；（4）粉末經過振動篩進行篩分后即可。本發明具有提高壓實密度、降低粉末氧含量、提高產品成形性等優點。
【IPC分類】B22F9/08
【公開號】CN105108166
【申請號】CN201510630427
【發明人】姚妮娜, 冉春, 周定楊, 鄭敏, 黃小平
【申請人】四川有色金源粉冶材料有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月29日