[发明专利]无磁钢制品及其粉末冶金制造方法

说明书

本发明涉及一种无磁钢制品及其粉末冶金制造方法。该粉末冶金制造方法包括如下步骤：Fe‑Mn预合金粉制备：该Fe‑Mn预合金粉包括如下重量百分比的成分：Mn 20～50％、C 0.2～0.6％、Si 0.5～1.2％、S≤0.05％、P≤0.1％、O≤1.15％，余量为Fe；于所述Fe‑Mn预合金粉中加入其它合金粉末和粘结剂，混合后成型，得到生坯；将所述生坯进行烧结，得所述无磁钢制品。该方法制备得到的无磁钢制品尺寸稳定、密度高、强韧性好，且制造方法简单、制造成本低。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，特别是涉及一种无磁钢制品及其粉末冶金制造方法。

背景技术

无磁钢的用途非常广泛，在自动控制系统、精密仪表、电讯和电机，以及许多军事领域中都需要采用无磁钢。如随着制冷行业的发展，压缩机的需求越来越大，压缩机中的平衡块作用重大，其维持了曲轴在高速旋转时的平稳状态。平衡块所用的材料从成本高的铜基逐渐改用成本较低的高锰钢铁基，且材料均要求不带磁性或不被磁化。

目前，如平衡块等的无磁钢制品主要采用精密铸造或锻造工艺制备。而精密铸造或锻造的生产周期较长，成本较高，同时由于设备的尺寸不断变小，无磁钢制品的大小也在减小，不适合用精密铸造或锻造来生产。因此采用传统精密铸造或锻造工艺越来越难于满足市场的需求。

现有的粉末冶金制造无磁钢工艺，由于Fe-Mn合金粉的强度高，且具有强烈的加工硬化的特性，导致粉末压制性和成形性差，生坯强度低，使粉末冶金制品的密度和强韧性较差，而若采用元素粉Mn粉和Fe粉普通压制成形，烧结时由于Mn高温时升华产生较大的蒸汽压，材料合金化困难，达不到无磁性、高密度和强韧性的要求。

基于此，部分现有技术为改善粉末压制品的密度，在Fe-Mn合金粉中加入WC元素粉末进行压制，以WC元素粉末的高比重来提高生坯密度，但是由于WC塑性差难以压制成形，因此需采用高速压制才能得以成型，这种方法压制工艺成本较高。

发明内容

基于此，有必要提供一种高密度、强韧性好、方法简单、制造成本低的无磁钢制品的粉末冶金制造方法。

一种无磁钢制品的粉末冶金制造方法，包括如下步骤：

Fe-Mn预合金粉制备：该Fe-Mn预合金包括如下重量百分比的成分：Mn20～50％、C0.2～0.6％、Si 0.5～1.2％、S≤0.05％、P≤0.1％、O≤1.15％，余量为Fe；

于所述Fe-Mn预合金粉中加入Cu粉、Cr粉、Ni粉、P粉和Fe粉，得合金粉末；再于所述合金粉末中加入粘结剂，混合后压制成型，得到生坯；其中，所述合金粉末以重量百分比计，包括Fe-Mn预合金粉60～90％、Cu粉10～25％、Cr粉0～5％、Ni粉0～5％、P粉0～2％和Fe粉0～30％；

将所述生坯进行烧结，得所述无磁钢制品。

上述合金粉末优选为，以重量百分比计，包括所述Fe-Mn预合金粉60～80％、Cu粉15～25％、Cr粉1～5％、Ni粉1～5％、P粉1～2％和Fe粉2～4％。

在其中一个实施例中，所述Fe-Mn预合金粉的粒度分布为80～300目。该粒度分布是指过筛后筛下的Fe-Mn预合金粉的粒度分布。

在其中一个实施例中，所述Fe-Mn预合金由A3钢、石墨和电解锰经熔炼混合后，采用水雾化法制备而成。

A3钢是指标准化学成分为Fe和C的钢，A3是钢的标号，3是指其含碳量0.003％。

在其中一个实施例中，所述无磁钢制品包括如下重量百分比的成分：Mn16～30％、Cu 10～25％、C 0.12～0.6％、Si 0.5～1.2％、S≤0.1％、Cr≤5％，Ni≤5％、P≤2％，余量为Fe。