[发明专利]一种金属注射成形用铁基合金预混料

说明书

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，特别涉及一种金属注射成形用铁基合金预混料。

背景技术

目前粉末冶金行业对金属注射成形铁基制品的性能要求越来越高，解决问题的一个重要方法就是在原材料粉末方面通过添加新的合金元素来提高制品性能，通常的合金元素有碳、镍、铜、铬、钼等，目前金属注射成形铁基制品原材料使用的是羰基铁粉、羰基镍粉，羰基法虽然能够生产出粒度在10微米以下的金属粉末出来，但是不能形成多合金元素的粉末，绝大多数的制品厂家往往将铁粉、镍粉、铜粉等几种粉末混合起来使用，这样混好的粉在后续的烧结温度下合金元素不能充分扩散，而形成所谓的“假合金”，组织偏析，成分不均匀，制品性能很难满足要求，同时羰基法生产的注射成形粉末一般在10微米以下，且粒度分布窄，D10在1至3微米之间，D50 在2至5微米之间，D90在4至7微米之间，这样粒度分布的粉末也有很大的缺点，粉末粒度太细则注射坯在溶剂脱脂和热脱脂过程中并不能形成较好的骨架支撑，因此脱脂后坯体容易变形，并且粒度分布窄导致粉末振实密度偏低，所需的粘结剂比例升高，烧结后产品尺寸变形大，成品率低。

现有的铁基合金粉，在使用时需要先与粘合剂混合加工后，才能用于注射成形，这样使用不便，且增加了加工步骤及需求的设备，此外，由于铁基合金粉的颗粒较细，容易团聚，与熔融态的粘合剂在混合时混合不均匀，导致烧结后的制品组织偏析，成分不均匀，容易变形，制品性能不佳。

发明内容

本发明的目的在于在于提供一种金属注射成形用铁基合金预混料，在使用时无需再与粘合剂的混合加工处理即可直接用于注射成形使用，使用方便，加工成制品后成分均匀，组织均匀无偏析，制品尺寸稳定，不易变形，力学性能佳。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种金属注射成形用铁基合金预混料，通过以下步骤制备而成：

（1）铁基合金粉各成分的重量百分比组成为：碳含量0.2-0.5%，镍含量1.5-2.5%，铜含量1-2%，钼含量0.2-0.8%，铬含量0.2-0.8%，铁余量；将原材料按照铁基合金粉各成分的配比投入到电炉内，升温熔化成钢液后，向钢液中加入脱氧剂在1650-1750℃保温条件下不停搅拌5-10min，对钢液除渣，然后再继续保温1-2min；

（2）将步骤（1）处理获得的钢液经漏包底部漏孔流下，形成的钢液流由上至下依次穿过脉冲磁场及环形喷盘，环形喷盘的喷嘴喷射高压水流将钢液流击碎形成金属粉末进入雾化桶内，雾化桶内充氮气进行气体保护；

（3）收集雾化桶内的金属粉末真空干燥，真空干燥的温度为300-400℃，干燥至水分含量在5%以下；

（4）真空干燥后的金属粉末进入还原炉还原；

（5）还原后的金属粉末进入锤式破碎机破碎，过500-600目筛，然后进入气流磨球化处理30-50min得铁基合金粉；

（6）对铁基合金粉进行表面处理；

（7）将粘结剂在混料机加热至145-160℃熔融，然后将表面处理后的铁基合金粉加入至熔融后的粘结剂中混合均匀，出料冷却，放入破碎机中破碎成直径小于0.5厘米的颗粒，然后进入螺杆挤出机中挤出造粒，挤出温度125-135℃，挤出的颗粒再用破碎机中破碎成直径小于0.3厘米的颗粒即为铁基合金预混料。

本发明通过将熔融的钢液在1650-1750℃搅拌条件下保温5-10min，对脱氧剂形成的还原渣除渣后，再继续保温1-2min，以使得合金元素之间混合的更均匀，保证后续制品的成分均匀，合金化程度好。

本发明先对钢液流采用脉冲磁场处理，配合超高压水雾化和还原工艺，及最后的球化处理，保证了铁基合金粉粒度微细的同时，成分均匀，粉末颗粒规整，振实密度高，含氧量低。

本发明采用特定的铁基合金粉配方配合特定的制备方法，所得铁基合金粉氧含量低、粒度微细、成份均匀无偏析，颗粒规整，振实密度高。