一种注射成型用铁基合金粉末的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种合金粉末的制备方法，具体涉及的是一种注射成型用铁基合金粉末的制备方法。
【背景技术】
[0002]目前用于注射成型的铁基合金粉末均是采用雾化制粉法制取，该雾化制粉法以快速运动的流体(雾化介质)冲击或以其他方式将金属或合金液体破碎为细小液滴，继之冷凝为固体粉末的粉末制取方法。雾化法是生产完全合金化粉末的最好方法，其产品称为预合金粉。这种粉的每个颗粒不仅具有与既定熔融合金完全相同的均匀化学成分，而且由于快速凝固作用而细化了结晶结构；消除了第二相的宏观偏析。
[0003]最广泛应用的是气雾化和水雾化法。雾化制粉时先用电炉或感应炉将金属原料熔炼为成分合格的合金液体(一般过热100?150°C )，然后将其注入位于雾化喷嘴之上的中间包内。合金液由中间包底部漏眼流出，通过喷嘴时与高速气流或水流相遇被雾化为细小液滴，雾化液滴在封闭的雾化筒内快速凝固成合金粉末。通常，惰性气雾化粉末颗粒呈圆形，氧含量最低(低于100X 10)，可直接用热成形技术(如热等静压)制成致密化产品。水雾化粉末颗粒多为不规则形状，氧含量高(高于600 X 10)，须经退火处理，但其具有很好的压缩性，可冷压成形，然后烧结成机械零件。
[0004]还有一种真空溶气雾化法也能生产高纯度球形粉末。其原理是:当在气压下被气体过饱和的合金液体突然暴露到真空时，溶解的气体将逸出而膨胀，致使合金液体雾化，继之冷凝为粉末。
[0005]目前，通过上述雾化制粉法制取的用于注射成型的铁基合金粉末，其存在压实密度小，粉末氧含量高，产品成形性差的缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术中雾化制粉法制取的用于注射成型的铁基合金粉末存在压实密度小、粉末氧含量高、产品成形性差的问题；提供一种解决上述问题的注射成型用铁基合金粉末的制备方法。
[0007]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
一种注射成型用铁基合金粉末的制备方法，包括:
(1)将铁基合金粉末原料加入熔炼炉中，抽真空；
(2)在熔炼炉中进行磁悬浮熔炼、纯化获得金属液；
(3)金属液进入雾化室进行雾化成粉末熔滴，粉末熔滴在通过气喷水冷或者水喷水冷工艺后冷却形成凝固的粉末；在气喷水冷或者水喷水冷工艺阶段的冷却水中添加有成型剂溶液，所述成型剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或几种；
(4)粉末落入收粉室后输送到收粉罐中，然后落入振动筛进行筛分。
[0008]本发明通过在气喷水冷或者水喷水冷工艺阶段对冷却水成分进行改变，添加成型剂溶液到冷却水中，有效在冷却过程中使合金粉末表面粘附一层成型剂，帮助粉末熔滴快速固化成粉末的同时，有效避免空气中或冷却水中的氧对高温熔滴进行氧化，降低粉末氧含量。
[0009]同时，通过添加上述种类的成型剂，有效提高合金粉末的压实密度，提高产品成形性。
[0010]进一步，所述冷却水中成型剂加入量为冷却水总量的I?30wt%。
[0011]为了达到最好地效果，所述冷却水中成型剂加入量为冷却水总量的4?20wt%。
[0012]进一步，本发明中所述成型剂优选为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或聚乙二醇。
[0013]通过实验证明，上述种类和比例的成型剂能更好保证制备的合金粉末松装密度更高、流动性更好，同时有效降低粉末氧含量，增加产品成形性。
[0014]本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
1、本发明通过在气喷水冷或者水喷水冷工艺阶段对冷却水成分进行改变，添加成型剂溶液到冷却水中，在帮助粉末熔滴快速固化成粉末的同时，有效避免空气中或冷却水中的氧对高温熔滴进行氧化，降低粉末氧含量；
2、本发明中通过添加成型剂，有效提高合金粉末的压实密度，提高产品成形性；
3、本发明中成型剂种类和比例的选择，能更好保证制备的合金粉末松装密度更高、流动性更好，同时有效降低粉末氧含量，增加产品成形性。
【具体实施方式】
[0015]下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0016]实施例1
一种注射成型用铁基合金粉末的制备方法，包括:
(1)将铁基合金粉末原料加入熔炼炉中，抽真空；本实施例中该铁基合金粉末原料选择为:铜粉1.5%，石墨碳粉0.5%，锰粉0.4%、钼粉0.5%，铬1.5%，硫0.15%，其余为铁粉；
(2)在熔炼炉中进行磁悬浮熔炼、纯化获得金属液；
(3)金属液进入雾化室进行雾化成粉末熔滴，粉末熔滴在通过气喷水冷或者水喷水冷工艺后冷却形成凝固的粉末；在气喷水冷或者水喷水冷工艺阶段的冷却水中添加有成型剂溶液，所述成型剂由硅烷偶联剂构成，且冷却水中成型剂加入量为冷却水总量的20wt% ;
(4)粉末落入收粉室后输送到收粉罐中，然后落入振动筛进行筛分。
[0017]经检测，该铁基合金粉末的松装密度为3.32g/cm3;在600MPa压制压力下，生坯密度为7.85g ;含氧量低于1500ppm。
[0018]实施例2
本实施例为实施例1的对比实施例，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中步骤
(3)中的冷却水中不加入成型剂溶液，通过与实施例1相同的条件制备出铁基合金粉末。
[0019]经检测，该铁基合金粉末的松装密度为2.91g/cm3;在600MPa压制压力下，生坯密度为7.12g ;含氧量高于2000ppm。
[0020]实施例3
本实施例与实施例1的区别在于:本实施例中制备铁基合金粉末过程中成型剂加入量不同，本实施例中该成型剂的加入量为金属粉末原材料的5wt%。
[0021]经检测，该铁基合金粉末的松装密度为3.19g/cm3;在600MPa压制压力下，生坯密度为7.47g ;含氧量低于1500ppm。
[0022]实施例4
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的冷却水中成型剂加入量为冷却水总量的30wt%o
[0023]经检测，该铁基合金粉末的松装密度为3.21g/cm3;在600MPa压制压力下，生坯密度为7.42g ;含氧量低于1500ppm。
[0024]实施例5
本实施例与实施例1的区别在于:本实施例中成型剂加入种类不同，本实施例中该成型剂由质量比为钛酸酯偶联剂构成，成型剂加入量为冷却水总量的10wt%。
[0025]经检测，该铁基合金粉末的松装密度为3.35g/cm3;在600MPa压制压力下，生坯密度为7.62g ;含氧量低于1500ppm。
[0026]实施例6
本实施例与实施例1的区别在于，本实施例中成型剂加入种类不同，本实施例中该成型剂为聚乙烯醇，本实施例中该成型剂的加入量为金属粉末原材料的2wt%。
[0027]经检测，该铁基合金粉末的松装密度为3.22g/cm3 ;在600MPa压制压力下，生坯密度为7.39g ;含氧量低于1500ppm。
[0028]上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种注射成型用铁基合金粉末的制备方法，其特征在于，包括: (1)将铁基合金粉末原料加入熔炼炉中，抽真空； (2)在熔炼炉中进行磁悬浮熔炼、纯化获得金属液； (3)金属液进入雾化室进行雾化成粉末熔滴，粉末熔滴在通过气喷水冷或者水喷水冷工艺后冷却形成凝固的粉末；在气喷水冷或者水喷水冷工艺阶段的冷却水中添加有成型剂溶液，所述成型剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或几种； (4)粉末经过振动筛进行筛分。2.根据权利要求1所述的一种注射成型用铁基合金粉末的制备方法，其特征在于，所述冷却水中成型剂加入量为冷却水总量的I?30wt%。3.根据权利要求2所述的一种注射成型用铁基合金粉末的制备方法，其特征在于，所述冷却水中成型剂加入量为冷却水总量的4?20wt%。4.根据权利要求1?3任一项所述的一种注射成型用铁基合金粉末的制备方法，其特征在于，所述成型剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂或聚乙二醇。
【专利摘要】本发明公开的是一种注射成型用铁基合金粉末的制备方法，解决了现有技术中雾化制粉法制取的用于注射成型的铁基合金粉末存在压实密度小、粉末氧含量高、产品成形性差的问题。本发明包括（1）将铁基合金粉末原料加入熔炼炉中，抽真空；（2）在熔炼炉中进行熔炼、纯化获得金属液；（3）金属液进入雾化室进行雾化成粉末熔滴，通过气喷水冷或者水喷水冷工艺后形成凝固粉末；所述气喷水冷或者水喷水冷工艺的冷却水中添加成型剂溶液，该成型剂选自硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、聚乙二醇和聚乙烯醇中的一种或几种；（4）粉末经过振动筛进行筛分后即可。本发明具有提高压实密度、降低粉末氧含量、提高产品成形性等优点。
【IPC分类】B22F9/08
【公开号】CN105108166
【申请号】CN201510630427
【发明人】姚妮娜, 冉春, 周定杨, 郑敏, 黄小平
【申请人】四川有色金源粉冶材料有限公司
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月29日