[发明专利]一种粉末冶金用含铜铁粉及其制备方法

说明书

本发明涉及一种粉末冶金用含铜铁粉，其化学成分按重量百分比组成：C≤0.02％；Si≤0.030％；Mn≤0.15％；P≤0.015％；S≤0.015％；Cu8～30％；Mo0～4.0％，其余Fe及不可避免的杂质。制备方法，首先制备高压缩性水雾化纯铁粉，然后加入电解铜粉混合，通过高温扩散附着的方式，制备含铜水雾化钢铁粉末。铜粉直接附着在铁粉颗粒表面，不产生铜偏析，而且铜粉颗粒高温扩散至铁粉颗粒表面能减少团聚，有利于改善烧结件的机械性能。含铜铁粉600MPa压缩性≥7.10g/cm³。可直接用于粉末冶金配制，不需额外添加铜粉，且保持烧结制品零件表面清洁。

技术领域

本发明涉及粉末冶金领域，特别涉及一种粉末冶金用含铜铁粉及其制备方法。

背景技术

水雾化铁粉常用作制备粉末冶金制品零件用基础原材料，但在使用过程中常常需要添加石墨、铜粉(电解铜粉、雾化铜粉等)等合金辅料用以提高最终制品零件产品的各种性能，以达到其最佳的使用效果。

目前，铜粉往往在混合制粉的过程中加入，一般采取直接加入，或通过粘接混粉技术加入，但两者均有以下局限性：1、直接加入，优势在于成本低，但若出现铜粉添加量过多的情况，则容易存在偏析情况，最终造成制品零件烧结后出现烧结尺寸稳定性差，性能偏差大，严重者会产生游离铜的现象，破坏基体组织性能；2、粘接混粉技术可有效将铜粉粘接至基粉表面，改善烧结尺寸波动大的问题，但若粘接剂挥发不完全，则容易对制品零件表面造成污染，影响外观。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种粉末冶金用含铜铁粉，铜粉直接附着在铁粉颗粒表面，不产生铜偏析，含铜铁粉直接用于粉末冶金制品的混合制粉过程中，不需再额外添加铜粉。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种粉末冶金用含铜铁粉，其化学成分按重量百分比组成：C≤0.02％；Si≤0.030％；Mn≤0.15％；P≤0.015％；S≤0.015％；Cu8～30％；Mo0～4.0％，其余Fe及不可避免的杂质。

一种制备粉末冶金用含铜铁粉的方法，包括：冶炼、雾化、还原、退火、混料、扩散；具体步骤如下：

1)冶炼：钢液中Mo含量为0～4.0％，出钢温度：1620～1800℃；

2)雾化制粉：雾化压力10～15MPa，雾化开始温度1580～1700℃，雾化结束温度1550～1630℃、钢液流直径14～28mm、流量140～240m³/h、喷射角度30～50°；

3)还原：将上述雾化后粉体经过还原炉进行还原，还原炉还原预热段温度550～800℃，预热段行程为4～6m；高温段温度800～1000℃，高温段行程为6～12m；冷却段温度500～800℃，冷却段行程为4～8m；运行速度：90～300㎜/min；料层厚度12～48㎜；氨气流量60～190m³/h；

4)退火：将上述还原后粉体，经过还原炉进行退火处理，还原炉还原预热段温度550～800℃；预热段行程为4～6m；高温段温度800～900℃；高温段行程为6～12m；冷却段温度500～800℃；冷却段行程为4～8m；运行速度：90～300㎜/min料层厚度：12～48㎜，氨气流量60～190m³/h；出炉粉体600MPa压缩性≥7.17g/cm³；

5)混料：将退火后的粉体经过破碎、筛分、合批，然后加入0.1～2.0％比例的油性粘接剂，再加入8～30％比例电解铜粉，混料机转速控制10～20r/min，混料时间控制30～90min，制成半成品；