SU1600927A1

SU1600927A1 - Method of working pulverized metallic powder

Info

Publication number: SU1600927A1
Application number: SU884466793A
Authority: SU
Inventors: Рафаил Александрович Сайдулин; Елена Львовна Муравьева; Владимир Яковлевич Буланов
Original assignee: Институт металлургии Уральского научного центра АН СССР
Priority date: 1988-05-29
Filing date: 1988-05-29
Publication date: 1990-10-23

Abstract

Изобретение относитс к порошковой металлургии, в частности к способу обработки распыленного металлического порошка. Целью изобретени вл етс повышение прочности прессовки. Распыленный металлический порошок нагревают на воздухе при (0,45-0,6)Тпл. до степени окислени 0,74-0,96, дроб т, подвергают размолу, восстановительному отжигу, рассеву, прессованию. Способ обеспечивает повышение прочности прессовки в 2-4 раза за счет изменени формы частиц порошка. 3 табл.The invention relates to powder metallurgy, in particular, to a method for treating sprayed metal powder. The aim of the invention is to increase the strength of the compact. The sprayed metal powder is heated in air at (0.45-0.6) Tpl. to an oxidation level of 0.74-0.96, crushed, subjected to grinding, reductive annealing, sieving, pressing. The method provides an increase in the compaction strength by 2-4 times due to the change in the shape of the powder particles. 3 tab.

Description

Изобретение относитс к порошковой металлургии, в частности к способу обработки распыленного металлического порошка.The invention relates to powder metallurgy, in particular, to a method for treating sprayed metal powder.

Цель изобретени - повышение прочности прессовки.The purpose of the invention is to increase the pressing strength.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Распыленный металлический порошок нагревают на воздухе при температуре 0,45 - 0,6 Тпл до степени окислени 0,74 - 0,96, дроб т, подвергают размолу, восстановительному отжигу, рассеву и прессованию .The sprayed metal powder is heated in air at a temperature of 0.45-0.6 Tpl to an oxidation state of 0.74-0.96, crushed, subjected to grinding, reductive annealing, sieving and pressing.

При окислении порошка с поверхности частиц происходит образование оксидного сло , направленного вглубь частиц. Выбор .указанного интервала степени окислени обусловлен следующим. При степени окислени менее 0,74 остаточное содержание металлической фазы такое, что при последующем дроблении в порошке остаютс крупные сферические частицы металла, которые в дальнейшем преп тствуют достижению повышенной прочности прессовок.Oxidation of the powder from the surface of the particles leads to the formation of an oxide layer directed inward of the particles. The choice of the indicated oxidation range is determined by the following. When the degree of oxidation is less than 0.74, the residual content of the metal phase is such that upon subsequent crushing, large spherical metal particles remain in the powder, which further impede the achievement of increased strength of the compacts.

При степени окислени более 0.96 в порошке значительно снижаетс дол металлической фазы. Поскольку остаточна металлическа фаза вл етс центром кристаллизации при последующем восстановлении окисленного порошка, что окисление порошка до степени более 0,96 вл етс нежелательным, так как это ухудшает параметры последующего восстановительного отжига.When the degree of oxidation is greater than 0.96 in the powder, the proportion of the metallic phase is significantly reduced. Since the residual metal phase is the center of crystallization during the subsequent reduction of the oxidized powder, oxidation of the powder to a degree greater than 0.96 is undesirable, since this worsens the parameters of the subsequent reduction annealing.

При температуре ниже 0,45 Тпл окисление до требуемой степени осуществл етс длительное врем , П)и температурах выше 0,6 Тпл в процессе окислени происходит спекание окисл емых частиц, что замедл ет окисление в св зи с диффузионными затруднени ми .At temperatures below 0.45 Tm, the oxidation to the desired degree takes a long time, P) and temperatures above 0.6 Tp. During the oxidation process, sintering of oxidizable particles occurs, which slows down the oxidation due to diffusion difficulties.

OsOs

о о юoh oh

юYu

чh

В результате восстановлени происходит рафинирование порошка от кислорода. Этот способ позвол ет получгить порошки различных металлов: железа и легковосстановимых цветных металлов.As a result of the reduction, the powder from oxygen is refined. This method allows the preparation of powders of various metals: iron and readily recoverable non-ferrous metals.

П р и м е р 1. Катодную медь выплавл ют в п ечи при 1300°С распыл ют струей возду- ; ха при диаметре струи расплава 6 мм, дав- лении воздуха 0.4 МПа, охлаждают в воде и I сушат. После сушки порошок рассеивают на фракции. Фракции порошка подвергают ; окислению в муфельной печи при 550 С i (0,5 Тпл) в течение 50 мин, при этом содер- ; жание кислорода в порошке повышаетс и ; порошок становитс хрупким. Осуществл ют размол порошка в шаровой мельнице до ; крупности менее 0,16 мм. При размоле формируютс частицы осколочной формы, кото- ; рые подвергают восстановлению в токе водорода при 600°С в течение 60 мин. Спек : после восстановлени размалывают и рас- сеивают на фракции.EXAMPLE 1 Cathode copper is melted in pies at 1300 ° C and sprayed with air; When the diameter of the melt jet is 6 mm, the air pressure is 0.4 MPa, it is cooled in water and I is dried. After drying, the powder is dispersed into fractions. The powder fractions are subjected; oxidation in a muffle furnace at 550 C i (0.5 Tpl) for 50 min, with the contents of; the oxygen in the powder rises and; the powder becomes brittle. Grind the powder in a ball mill to; size less than 0.16 mm. When grinding, fragments form particles, which are; They are subjected to reduction in a stream of hydrogen at 600 ° C for 60 minutes. Spec: after reduction, grind and disperse into fractions.

iВ табл.1 приведены свойства порошкаIB Table 1 shows the properties of the powder

меди, полученного по предложенному способу в сравнении со свойствами порошка по Г известному способу; в табл.2 - данные по плотности прессовок и спеченных загото- I. вок.copper obtained by the proposed method in comparison with the properties of the powder according to G by a known method; Table 2 presents data on the density of compacts and sintered bales of I. wok.

Спекание осуществл ют при 815°С в течение 15 мин.Sintering was performed at 815 ° C for 15 minutes.

Таким образом, предложенный способ обеспечивает по сравнению с известным способом повышение прочности прессовок в 2 - 4 раза при одинаковом давлении прессовани , повышение плотности прессовки и спеченной заготовки.Thus, the proposed method provides, as compared with the known method, an increase in the compactness of pressures by a factor of 2 to 4 with the same pressing pressure, an increase in the density of the compact and the sintered billet.

П р и м е р 2. Полупродукт, имеющий состав, мас.%: С 3,5; V 0,05; S 0,02; Мп 0,04; S 0,03; Р 0,03; Сг 0,03; Т10,03; Fe остальное, выплавл ют при 1500°С и распыл ют струей воздуха при диаметре струи расплава 7 мм и давлении струи воздуха 5 МПа. Распыленный порошок подают в заполненную водой камеру распылени , в которой он охлажда- . етс . Затем влажный порошок сушат в ат PRI mme R 2. A semi-product having a composition, wt.%: C 3,5; V 0.05; S 0.02; Mp 0.04; S 0.03; P 0.03; Cr 0.03; T10.03; Fe the rest is melted at 1500 ° C and sprayed with an air jet with a melt jet diameter of 7 mm and a air jet pressure of 5 MPa. The sprayed powder is fed to a water-filled spray chamber, in which it is cooled. is. Then the wet powder is dried at

мосфере воздуха при 70°С до остаточной влажности 0,2%. Порошок-сырец имеет следующий состав, мас.%: Fe 98,30; С 2,0; Si 0,01; Мп 0,03; S 0,02; Р 0,02; Сг 0,03; О 5,0. Этот порошок окисл ют при 700 - 800°С в течение 60 мин на воздухе при расходе воздуха 4 в муфельной печи. В процессе окислени происходит рафинирование порошка от углерода.air atmosphere at 70 ° С to a residual moisture content of 0.2%. Raw powder has the following composition, wt.%: Fe 98,30; C 2.0; Si 0.01; Mp 0.03; S 0.02; P 0.02; Cr 0.03; About 5.0. This powder is oxidized at 700-800 ° C for 60 minutes in air with an air flow rate of 4 in a muffle furnace. During the oxidation process, the carbon powder is refined.

0 Значени степени окислени при разной температуре нагрева приведены в табл.3.0 The values of the degree of oxidation at different heating temperatures are given in Table 3.

Окисленный порошок подвергают размолу в шаровой мельнице до крупности 5 0,16 мм. В процессе размола формируютс частицы осколочной формы с развитой .поверхностью . Эти частицы подвергают восстановлению в муфельной печи при 1000°С при расходе водорода 1,5 м /ч. После вос- 0 становлени спек дроб т, порошки рассеивают по фракци м и усредн ют.The oxidized powder is subjected to grinding in a ball mill to a particle size of 5 0.16 mm. During the grinding process, fragmentation-shaped particles with a developed surface are formed. These particles are subjected to recovery in a muffle furnace at 1000 ° C with a hydrogen flow rate of 1.5 m / h. After recovery, the sinter is crushed, the powders are scattered by fractions and averaged.

Как следует из табл.3, прочность прессовки при запредельных значени х температуры (пример 5) не выше, чем при 5 предлагаемых. Это свидетельствует о том, что при температурах выше 0,6 Тпл в процессе окислени происходит спекание окисл емых частиц и замедление окислени . Поэтому дл достижени требуемой степе- 0 ни окислени нет необходимости повышать температуру окислени выше, чем в примере , так как это приводит к повышению затрат энергии без дополнительного улучшени свойств порошка.As follows from Table 3, the pressing strength at exorbitant temperature values (Example 5) is not higher than at 5 proposed. This indicates that, at temperatures above 0.6 Tpl, during the oxidation process, sintering of oxidizable particles and slowing down of oxidation occurs. Therefore, to achieve the required degree of oxidation, it is not necessary to raise the oxidation temperature higher than in the example, since this leads to an increase in energy consumption without further improving the properties of the powder.

3535

Claims

Invention Formula

The method of processing the sprayed metal powder, including heating the powder, grinding, sieving, differing 40 so that, in order to increase the strength of the compact, the sprayed powder is heated in air at a temperature of 0.45-0.6 Tp to an oxidation state of 0.74 - 0.96, and after grinding, reducing annealing is carried out.

Table 1

table 2

Table 3