本发明涉及铁基粉末技术领域，尤其涉及一种含氧化铝超细铁基粉末及其制备方法。
背景技术
含油轴承具有成本低、能吸振、噪声小、在较长工作时间内不用加润滑油等特点，特别适用于不易润滑或不允许油脏污的工作环境。铁粉及其合金元素铜粉、石墨粉是制备铁基粉末冶金含油轴承的主要原材料，铁基粉末冶金含油轴承广泛应用于农机、纺织机械、拖拉机、汽车、机床、电机、仪表、计算机、家电和军工等领域。
目前生产铁基粉末冶金含油轴承采用的原料铁粉主要是雾化法生产。由于受工艺和设备条件所限，雾化法生产的铁粉粒度较粗，一般平均粒度大于25微米。较粗的粉末粒度，且不含弥散强化相，导致目前铁基粉末冶金含油轴承的综合机械性能仍不尽人意。例如，采用平均粒度25微米铁基粉末原料，经常规压制和烧结后，制得的铁基粉末冶金含油轴承材料的平均径向压溃强度仅为350mpa，而平均表观硬度hb仅有100，由此制得的铁基粉末冶金含油轴承材料零部件使用寿命较短。因此，非常有必要研究一种新的铁基粉末，改善铁基粉末冶金含油轴承材料零部件的平均径向压溃强度、平均表观硬度等综合机械性能，从而达到提高铁基粉末冶金含油轴承使用寿命的目的。
技术实现要素：
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含氧化铝超细铁基粉末及其制备方法，从而有效改善铁基粉末冶金含油轴承材料零部件的综合机械性能，提高铁基粉末冶金含油轴承的使用寿命。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种含氧化铝超细铁基粉末，其中，所述含氧化铝超细铁基粉末是将原料feo、cu、石墨和氢氧化铝粉末先混合均匀，再经过氢气还原制得，所述含氧化铝超细铁基粉末的费氏粒度≤3.0μm。
优选的，所述的含氧化铝超细铁基粉末，其中，按重量百分比计，所述含氧化铝超细铁基粉末中，包含组分：cu0～22％，c0.5～2％，al2o30.5～2％，fe余量至100％。
优选的，所述的含氧化铝超细铁基粉末，其中，所述feo、cu和石墨粉末粒度≤2.0μm；所述氢氧化铝粉末粒度≤0.05μm。
优选的，所述的含氧化铝超细铁基粉末，其中，按重量百分比计，所述原料中包含：cu0～22％，c0.5～2％，al2o30.5～2％，fe74～99％。
优选的，所述的含氧化铝超细铁基粉末，其中，所述feo、cu、石墨和氢氧化铝粉末的化学纯度≥99％。
本发明提供的又一种含氧化铝超细铁基粉末，其中，所述含氧化铝超细铁基粉末的费氏粒度≤3.0μm，按重量百分比计，包含组分：cu0～22％，c0.5～2％，al2o30.5～2％，fe余量至100％。
本发明提供的一种如以上任一项所述的含氧化铝超细铁基粉末的制备方法，其中，包括以下步骤：
步骤a、将feo、cu、石墨和氢氧化铝粉末混合均匀配制成混合原料，其中，feo、cu和石墨粉末粒度≤2.0μm；氢氧化铝粉末粒度≤0.05μm；
步骤b、将混合原料放入氢气还原炉中还原，制得费氏粒度≤3.0μm的含氧化铝超细铁基粉末。
优选的，所述的含氧化铝超细铁基粉末的制备方法，其中，所述步骤a中，按重量百分比计，所述混合原料中包含：cu0～22％，c0.5～2％，al2o30.5～2％，fe74～99％。
优选的，所述的含氧化铝超细铁基粉末的制备方法，其中，所述步骤b中，所述含氧化铝超细铁基粉末中，包含组分：cu0～22％，c0.5～2％，al2o30.5～2％，fe余量至100％。
优选的，所述的含氧化铝超细铁基粉末的制备方法，其中，所述步骤b中，还原温度为550～600℃，还原h2流量：3～5m3/hr，还原保温时间为2.5～3.0小时。
有益效果：本发明提供了一种含氧化铝超细铁基粉末及其制备方法，采用本发明含氧化铝超细铁基粉末制备的含弥散颗粒细晶粒铁基粉末冶金含油轴承材料，因其含弥散颗粒、材料组织更均匀、晶粒更细小，故能有效改善铁基粉末冶金含油轴承材料零部件的综合机械性能，提高铁基粉末冶金含油轴承材料零部件使用寿命。
具体实施方式
本发明提供一种含氧化铝超细铁基粉末及其制备方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明较佳实施例提供的一种含氧化铝超细铁基粉末，其中，所述含氧化铝超细铁基粉末是将原料feo、cu、石墨和氢氧化铝粉末先混合均匀，再经过氢气还原制得，所述含氧化铝超细铁基粉末的费氏粒度≤3.0μm。
采用本发明的含氧化铝超细铁基粉末，制备出的含弥散颗粒细晶粒铁基粉末冶金含油轴承材料，因其含弥散颗粒、材料组织更均匀、晶粒更细小，故能有效改善铁基粉末冶金含油轴承材料零部件的综合机械性能，提高铁基粉末冶金含油轴承材料零部件使用寿命。
优选的，本实施例中，按重量百分比计，所述含氧化铝超细铁基粉末中，包含组分：cu0～22％，c0.5～2％，al2o30.5～2％，fe余量至100％。例如，cu可以为0、8％、15％、22％等，c可以为0.5％、1％、1.5％、2％等，al2o3可以为0.5％、0.8％、1.5％、2％等。
优选的，本实施例中，所述feo、cu和石墨粉末粒度≤2.0μm；所述氢氧化铝粉末粒度≤0.05μm，所述feo、cu、石墨和氢氧化铝粉末的化学纯度≥99％。由此更有利于生成含弥散颗粒的超细铁粉。
优选的，本实施例中，按重量百分比计，所述原料中包含：cu0～22％，c0.5～2％，al2o30.5～2％，fe74～99％。例如，cu可以为0、7％、18％、22％等，c可以为0.5％、0.8％、1.3％、2％等，al2o3可以为0.5％、0.9％、1.6％、2％等，fe可以为74％、80％、95％、99％等。
本发明实施例提供的一种如以上所述的含氧化铝超细铁基粉末的制备方法，其中，包括以下步骤：
步骤s100、原料配制混合：将feo、cu、石墨和氢氧化铝粉末混合均匀配制成混合原料，其中，feo、cu和石墨粉末粒度≤2.0μm；氢氧化铝粉末粒度≤0.05μm；
步骤s200、含氧化铝超细铁基粉末制备：将混合原料放入氢气还原炉中还原，制得费氏粒度≤3.0μm的含氧化铝超细铁基粉末。
所述步骤s100也即是，将超细feo、cu、石墨和氢氧化铝粉末配制成fe-(0～22)wt％cu-(0.5～2)wt％c-(0.5～2)wt％al2o3成分，混合均匀后得到超细feo、cu、石墨和氢氧化铝的混合原料。所述步骤s200也即是，将超细feo、cu、石墨和氢氧化铝混合原料放入氢气还原炉中还原，制得费氏粒度≤3.0μm的超细fe-(0～22)wt％cu-(0.5～2)wt％c-(0.5～2)wt％al2o3粉末。
与现有技术相比，本发明制备方法具有以下突出优点：1、本发明的制备工艺和设备简单，适合于常规生产工艺，除普通还原电炉外，不需其它额外设备；2、本发明制备方法制备的超细fe-(0～22)wt％cu-(0.5～2)wt％c-(0.5～2)wt％al2o3粉末费氏粒度≤3.0μm。
优选的，本实施例中，所述步骤s100中，所述feo、cu、石墨和氢氧化铝粉末的化学纯度≥99％，feo、cu和石墨粉末粒度≤2.0μm；所述氢氧化铝粉末粒度≤0.05μm。按重量百分比计，所述步骤s100的混合原料中包含：cu0～22％，c0.5～2％，al2o30.5～2％，fe74～99％。也即是，控制粉料中铁的重量比例为74～99，控制粉料中cu的重量比例为0～22，控制粉料中石墨的重量比例为0.5～2，控制粉料中al2o3的重量比例为0.5～2。
优选的，本实施例中，所述步骤s200中，所述含氧化铝超细铁基粉末中，包含组分：cu0～22％，c0.5～2％，al2o30.5～2％，fe余量至100％。
优选的，本实施例中，所述步骤s200中，还原温度为550～600℃，还原h2流量：3～5m3/hr(优选4m3/hr)，还原保温时间为2.5～3.0小时。
与雾化法相比，本发明采用还原法制备的金属粉末粒度更细。采用含氧化铝超细铁基粉末，制备出的含弥散颗粒细晶粒铁基粉末冶金含油轴承材料，因其含弥散颗粒、材料组织更均匀、晶粒更细小，故能有效改善铁基粉末冶金含油轴承材料零部件的综合机械性能，其平均径向压溃强度≥450mpa，而平均表观硬度hb≥130，从而提高铁基粉末冶金含油轴承材料零部件使用寿命。
本发明公开了含氧化铝超细铁基粉末制造方法。本发明经原料配制混合和还原工艺制备出含al2o3铁基超细粉末。本发明生产工艺和设备简单，采用本发明含氧化铝超细铁基粉末可以制备出超细晶粒高强度铁基粉末冶金含油轴承材料。
下面以具体实施例对本发明做详细说明：
实施例1
超细fe-0.5wt％c-0.5wt％al2o3粉末。
1、原料配制混合：将纯度99％、粒度2.0μm的氧化亚铁粉末1270克和石墨粉末5克，以及纯度99％、粒度0.05μm氢氧化铝粉末6.6克的装入混料器中混合均匀，得到氧化亚铁、石墨和氢氧化铝的混合原料。
2、将氧化亚铁、石墨和氢氧化铝的混合原料放入氢气还原炉中还原，控制还原温度为600℃，h2流量：4m3/hr.，还原保温时间2.5小时，得到费氏粒度3.0μm的超细fe-0.5wt％c-0.5wt％al2o3粉末。
还原后的粉末经过：过筛、压制、烧结等工序后，制成标准含油轴承零件。检测标准零件的横向断裂强度为450mpa，表观硬度hb为130。横向断裂强度按照gb/t5319-2002《烧结金属材料(不包括硬质合金)横向断裂强度的测定》进行检验。硬度按照iso6506-1-2014《金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法》进行检验。
实施例2
超细fe-22wt％cu-2wt％c-2wt％al2o3粉末。
1、原料配制混合：将纯度99％、粒度2.0μm的氧化亚铁粉末950克、铜粉末220克和石墨粉末20克，以及纯度99％、粒度0.05μm氢氧化铝粉末26.4克的装入混料器中混合均匀，得到氧化亚铁、铜、石墨和氢氧化铝的混合原料。
2、将氧化亚铁、铜、石墨和氢氧化铝的混合原料放入氢气还原炉中还原，控制还原温度为550℃，h2流量：4m3/hr.，还原保温时间3小时，得到费氏粒度2.5μm的超细fe-22wt％cu-2wt％c-2wt％al2o3粉末。
还原后的粉末经过：过筛、压制、烧结等工序后，制成标准含油轴承零件。检测标准零件的横向断裂强度为550mpa，表观硬度hb为160。横向断裂强度按照gb/t5319-2002《烧结金属材料(不包括硬质合金)横向断裂强度的测定》进行检验。硬度按照iso6506-1-2014《金属材料布氏硬度试验第1部分：试验方法》进行检验。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。