CN102814495B - 一种提高铁粉成形性的方法 - Google Patents

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Abstract

一种提高铁粉成形性的方法，属于粉末冶金成形技术领域。利用硫化物的优异润滑性能提高压坯密度。将铁粉和硫化亚铁粉末混合，在球磨机中混料，混匀后在氢气炉中退火，使硫化亚铁均匀分布在铁粉表面，在压制过程中，硫化亚铁起到润滑剂的作用，改善了粉末颗粒间的摩擦状况，提高成形性，能够获得密度达7.2g/cm3~7.6g/cm3的坯体。本发明的优点在于：铁粉的成形性能好，能在较低的压制压力下获得密度更高的坯体，减小了磨具的损耗，同时硫对铁基零件的性能没有影响，并且工艺简单，适于工业化生产。

Description

一种提高铁粉成形性的方法
技术领域
本发明属于粉末冶金成形技术领域，提供了一种提高铁粉成形性的方法。
背景技术
铁基粉末冶金零件是发展迅速和具有巨大应用潜力的工程材料，因其具有节材、省能、低价地大批量生产、形状较复杂及具有最终精度零件的特点，在机械、航空，特别是汽车、摩托车行业有广泛应用，常见的有带轮、链轮、齿毂、凸轮、连杆、阀座等。
目前，铁基粉末冶金零件的成形工艺为压制，压坯的密度对零件的最终性能影响很大，高的压坯密度能够获得更优的力学性能，因此如何提高压坯密度成了铁基粉末冶金零件行业的重要问题。常用的方法是制备高纯、高球形度铁粉或添加硬质酸锌等有机物润滑剂，受限于混料的均匀性及润滑性能的有限性，有机物残留会对零件的力学性能产生影响，压坯密度最高约7.1~7.2g/cm3，而高纯、高球形度铁粉的生产工艺复杂，成本较高。CN 101534979A专利文献提供了一种高压缩性铁粉及使用该高压缩性铁粉的压粉磁芯用铁粉和压粉磁芯，该专利通过对铁粉进行进行高纯化处理，制备出具有平均4个以下的晶粒数和以显微维氏硬度HV计平均80以下的硬度的高球形度纯铁粉，而后通过添加硬脂酸锌、混合金属皂、酰胺类蜡等润滑剂进行压制，该方法对铁粉原料的要求很高，生产工艺复杂，成本较高。
硫铁物具有优异的润滑性能，在铁粉中添加少量硫化亚铁，能够改善粉末颗粒之间的摩擦状况，提高成形性，同时硫不会影响铁基零件的性能，因此可作为一种提高铁基零件压坯密度的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高铁粉成形性的方法，通过在铁粉中加入一定配比的硫化亚铁，经过混合、退火、压制，以提高铁基粉末冶金零件的压坯密度。
具体技术工艺如下：
1、在铁粉中加入硫化亚铁粉末，硫化亚铁粉末与铁粉的质量比为1:100-1:10000，在球磨机中混合1-24小时；
2、将球磨混合后的粉末在氢气炉中退火，退火温度为600-800℃，时间为1-6h；
3、将退火后的粉末进行压制，在600MPa-800MPa的压力下可获得7.2-7.6g/cm3的压坯。
步骤1中所述铁粉为平均粒度50-500μm的水雾化铁粉；硫化亚铁粉末的平均粒度为50-500μm。
步骤3中所述压制工艺为普通模压。
本发明利用硫化亚铁优异的润滑性能改善铁粉的成形性，将铁粉与硫化亚铁粉末混合，混匀后进行退火处理，使硫化亚铁均匀分布在铁粉表面，在压制过程中，硫化亚铁降低了粉末颗粒间的摩擦力，从而提高了成形性，能将压坯密度提高到7.2g/cm3~7.6g/cm3。
本发明的优点在于：铁粉的成形性能好，能在较低的压制压力下获得密度更高的坯体，降低磨具磨损，同时硫不会影响铁基零件的性能，并且工艺简单，适于工业化生产。
具体实施方式
实施例1：
步骤1：称取平均粒度为100μm的铁粉10kg，200μm的硫化亚铁粉1g，在球磨机中混合24小时；
步骤2：将混合粉末在氢气炉中退火，退火工艺为：700℃、4h；
步骤3：将退火后的粉末进行压制，在750MPa的压力下可得到密度为7.2g/cm3的压坯。
实施例2：
步骤1：称取平均粒度为200μm的铁粉11.25kg，500μm的硫化亚铁粉1.5g，在球磨机中混合16小时；
步骤2：将混合粉末在氢气炉中退火，退火工艺为：750℃、3h；
步骤3：将退火后的粉末进行压制，在700MPa的压力下可得到密度为7.3g/cm3的压坯。
实施例3：
步骤1：称取平均粒度为500μm的铁粉5kg，150μm的硫化亚铁粉1g，在球磨机中混合12小时；
步骤2：将混合粉末在氢气炉中退火，退火工艺为：780℃、2h；
步骤3：将退火后的粉末进行压制，在800 MPa的压力下可得到密度为7.6g/cm3的压坯。
实施例4：
步骤1：称取平均粒度为150μm的铁粉5kg，50μm的硫化亚铁粉2g，在球磨机中混合15小时；
步骤2：将混合粉末在氢气炉中退火，退火工艺为：800℃、1h；
步骤3：将退火后的粉末进行压制，在750 MPa的压力下可得到密度为7.5g/cm3的压坯。
实施例5：
步骤1：称取平均粒度为250μm的铁粉100g，150μm的硫化亚铁粉1g，在球磨机中混合10小时；
步骤2：将混合粉末在氢气炉中退火，退火工艺为：780℃、2h；
步骤3：将退火后的粉末进行压制，在800 MPa的压力下可得到密度为7.5g/cm3的压坯。
实施例6：
步骤1：称取平均粒度为50μm的铁粉500g，100μm的硫化亚铁粉3g，在球磨机中混合1小时；
步骤2：将混合粉末在氢气炉中退火，退火工艺为：600℃、6h；
步骤3：将退火后的粉末进行压制，在600 MPa的压力下可得到密度为7.2g/cm3的压坯。

Claims (3)

1.一种提高铁粉成形性的方法，其特征在于采用如下步骤：
(1) 在铁粉中加入硫化亚铁粉末，硫化亚铁粉末与铁粉的质量比为1:100-1:10000，在球磨机中混合1-24小时；
(2) 将球磨混合后的粉末在氢气炉中退火，退火温度为600-800℃，时间为1-6h；
(3) 将退火后的粉末进行压制，在600MPa-800MPa的压力下可获得7.2-7.6g/cm3的压坯。
2.根据权利要求1所述的提高铁粉压制性的方法，其特征在于：步骤（1）中所述铁粉为平均粒度50-500μm的水雾化铁粉；硫化亚铁粉末的平均粒度为50-500μm。
3.根据权利要求1所述的提高铁粉压制性的方法，其特征在于：步骤（3）中所述压制工艺为普通模压。
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