原鐵粉，鐵粉質(zhì)量0.6 %的石墨粉，平均粒徑0.5μm，鐵粉質(zhì)量0.6%的硬脂酸鋅作為潤滑劑，粘結(jié)劑為有機硅樹脂。
[0041 ]混粉工藝一:石墨粉與鐵粉質(zhì)量0.1 %的有機硅樹脂的溶液進行混合，溶劑為二甲苯，有機硅樹脂與二甲苯的質(zhì)量比為1:30，充分混合后置于干燥箱中進行干燥處理。干燥后的石墨粉與鐵粉在混料機中進行混合，頻率為15Hz，混粉時間為2h;混粉同時，將潤滑劑硬脂酸鋅的二甲苯溶液均勻噴灑在預(yù)混合粉中，硬脂酸鋅與二甲苯的質(zhì)量比為1:50，混粉完成后，將混合粉置于干燥箱中70°C干燥0.5h，過篩180μπι后得到預(yù)混合粉A。
[0042]混粉工藝二:鐵粉、石墨粉和硬脂酸鋅在混料機中進行混合，頻率為15Hz，混粉時間為2h，混粉同時，將鐵粉質(zhì)量0.6 %的有機硅樹脂溶液均勻噴灑在預(yù)混合粉中，有機硅樹脂與二甲苯的質(zhì)量比為1:30，混粉完成后，將混合粉置于干燥箱中70°C干燥0.5h，過篩180μm后得到預(yù)混合粉B。
[0043]對上述兩種預(yù)混合粉A、B分別在500MPa下以相同工藝進行壓制，壓制的模具尺寸為30mmX12mm的矩形，壓制壓坯各20個，然后在90/10的N2/H2氣氛下燒結(jié)，燒結(jié)工藝為500°C脫蠟 0.5h，1120°C 燒結(jié) 0.5h。
[0044]測量兩種預(yù)混合粉壓坯的高度，結(jié)果為預(yù)混合粉A壓坯的高度分布標(biāo)準(zhǔn)差為0.01287mm，預(yù)混合粉B壓坯的高度分布標(biāo)準(zhǔn)差為0.01539mm，預(yù)混合粉A壓坯的尺寸一致性較預(yù)混合粉B壓坯提高了 16.37 %。
[0045]對比預(yù)混合粉A和預(yù)混合粉B的混粉工藝可以看出，預(yù)混合粉A減少了粘結(jié)劑使用量，為預(yù)混合粉B的1/6。因此，預(yù)混合粉A的壓坯及燒結(jié)件的密度更大，預(yù)混合粉A壓坯及燒結(jié)件的平均密度分別為6.674g/cm3和6.713g/cm3，預(yù)混合粉B壓坯及燒結(jié)件的平均密度分別為6.666g/cm3和6.689g/cm3，預(yù)混合粉A壓坯及燒結(jié)件的平均密度比預(yù)混合粉B分別提高了
0.12 %和0.36 %。預(yù)混合粉A壓坯及燒結(jié)件密度的標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.00972g/cm3和0.00794g/cm3，預(yù)混合粉B壓坯及燒結(jié)件密度的標(biāo)準(zhǔn)差分別為0.01 lg/cm3和0.01893g/cm3，預(yù)混合粉A的壓坯及燒結(jié)件比預(yù)混合粉B在密度分布的一致性分別提高了 11.63 %和58.06 %。
[0046]實施例2:
[0047]設(shè)置兩種不同的鐵粉粒度分布，比較鐵粉粒度分布對預(yù)混合粉性能的影響。
[0048]原料是100目還原鐵粉，但是各粒度區(qū)間的鐵粉比例不同，鐵粉質(zhì)量0.8%的石墨粉，平均粒徑0.5μπι，鐵粉質(zhì)量0.6%的硬脂酸鋅作為潤滑劑，粘結(jié)劑為有機硅樹脂。
[0049]兩種鐵粉的顆粒最大粒徑均不超過150μπι。預(yù)混合粉C中，原料鐵粉的粒度分布為:<45μπι占 10%，45?75μπι占25%，75?106μπι占40%，106?125μπι占20%，125?150μπι占5%，粒度區(qū)間分布較為均勻。預(yù)混合粉D中，原料鐵粉的粒度分布為:<45μπι占20%，45?75μπι占10%，75?106μπι占 15%，106?125μπι占40%，125?150μπι占 15%，較小粒徑(<45μπι)和較大粒徑(>160μπι)所占的比例較大，為75%。
[0050]混粉工藝:鐵粉、石墨粉和硬脂酸鋅在混料機中進行混合，頻率為15Hz，混粉時間為2h，混粉同時，將鐵粉質(zhì)量0.6 %的有機硅樹脂溶液均勻噴灑在預(yù)混合粉中，有機硅樹脂與二甲苯的質(zhì)量比為1:30，混粉完成后，將混合粉置于干燥箱中70°C干燥0.5h，過篩180μπι后得到預(yù)混合粉。
[0051 ]預(yù)混合粉C的松裝密度為3.17g/cm3，流動性為22.4s/50g;預(yù)混合粉D的松裝密度為2.92g/cm3，流動性為25.8s/50g。C相對于D來說，松裝密度提高了 8.6 %，流動性提高了13.2%。
[0052]利用自制的粘結(jié)效率測量裝置測量預(yù)混合粉C、D中石墨的粘結(jié)效率，預(yù)混合粉C石墨的粘結(jié)效率為98.3%，預(yù)混合粉D石墨的粘結(jié)效率為94.9%，預(yù)混合粉C石墨的粘結(jié)效率比預(yù)混合粉D提尚了3.4%。
[0053]實施例3:
[0054]比較用粘結(jié)劑處理的預(yù)混合粉與未添加粘結(jié)劑的機械混合粉的壓坯性能。
[0055]原料是粒度分布相同的100目還原鐵粉，鐵粉質(zhì)量0.6 %的石墨粉，平均粒徑0.5μm，鐵粉質(zhì)量0.1 %的硬脂酸鋅作為潤滑劑，粘結(jié)劑為有機硅樹脂。
[0056]預(yù)混合粉的混粉工藝:石墨粉與鐵粉質(zhì)量0.1 %的有機硅樹脂的溶液進行混合，溶劑為二甲苯，有機硅樹脂與二甲苯的質(zhì)量比為1:30，充分混合后置于干燥箱中進行干燥處理。干燥后的石墨粉與鐵粉在混料機中進行混合，頻率為15Hz，混粉時間為2h;混粉同時，將潤滑劑硬脂酸鋅的二甲苯溶液均勻噴灑在預(yù)混合粉中，硬脂酸鋅與二甲苯的質(zhì)量比為1:50，混粉完成后，將混合粉置于干燥箱中70°C干燥0.5h，過篩180μπι后得到預(yù)混合粉。
[0057]機械混合粉的混粉工藝:鐵粉、石墨粉與硬脂酸鋅在混料機中進行混合，混粉工藝與預(yù)混合粉相同。
[0058]對上述兩種粉分別在500MPa下以相同工藝進行壓制，壓制的模具尺寸為30mmX12mm的長方形，壓制壓坯各20個。
[0059]測量上述兩種粉壓制的壓坯的高度，結(jié)果為預(yù)混合粉的壓坯高度的標(biāo)準(zhǔn)差為
0.01287mm，機械混合粉的壓坯高度的標(biāo)準(zhǔn)差為0.01652mm，預(yù)混合粉的壓坯尺寸一致性提高了22.09%。
[0060]測量上述兩種粉壓制的壓坯的密度，結(jié)果為預(yù)混合粉的壓坯平均密度為6.674g/cm3，壓還密度的標(biāo)準(zhǔn)差為0.00972g/cm3，機械混合粉的壓還平均密度為6.430g/cm3，壓還密度的標(biāo)準(zhǔn)差為0.01528g/cm3，預(yù)混合粉的壓坯密度提高了3.79%，壓坯密度一致性提高了36.39%。
【主權(quán)項】
1.一種粉末冶金用鐵基預(yù)混合粉，其特征在于，以鐵粉質(zhì)量為100%計其組分的質(zhì)量，混合粉組分的質(zhì)量百分比為:鐵粉100 % ;石墨粉末0.6%-0.8%；粘結(jié)劑0.1%-0.6%；潤滑劑0.1%-0.6%02.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末冶金用鐵基混合粉，其特征在于:所述的鐵粉為還原鐵粉，還原鐵粉的氧含量小于等于0.3%，且最大粒徑不超過180um。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉末冶金用鐵基混合粉，其特征在于:所述的還原鐵粉的粒徑在45um以下的顆粒不超過10%，粒徑在75um以上且不到150um的顆粒在65%以上，粒徑在150um以上且不到180um的顆粒不超過10%。4.根據(jù)權(quán)利要求1的粉末冶金用鐵基混合粉，其特征在于:石墨粉末的粒徑不超過45um的顆粒。5.根據(jù)權(quán)利要求1的粉末冶金用鐵基混合粉，其特征在于:石墨粉末被有機粘結(jié)劑包覆。6.根據(jù)權(quán)利要求1的粉末冶金用鐵基混合粉，其特征在于，所述的粘結(jié)劑為含有硅元素的有機娃樹脂或者有機娃燒。7.根據(jù)權(quán)利要求1的粉末冶金用鐵基混合粉，其特征在于，所述的潤滑劑選自硬脂酸鋅、硬脂酸鋰、硬脂酸酰胺或硬脂酸的一種或幾種。8.根據(jù)權(quán)利要求1的粉末冶金用鐵基混合粉，其特征在于，所述的潤滑劑粒徑<1um的顆粒。9.一種權(quán)利要求1-8任何一項所述粉末冶金用鐵基混合粉的制備方法，其特征在于，步驟如下: (1)制備有機粘結(jié)劑包覆的石墨粉末:有機粘結(jié)劑溶解于溶劑中制成處理液，將石墨粉末與處理液混合后進行干燥除去溶劑得到粘結(jié)劑包覆的石墨粉末； (2)石墨粉末與鐵粉混合:石墨粉末包覆了有機粘結(jié)劑后與鐵粉進行機械混合得到混合粉； ⑶制備潤滑劑處理液:潤滑劑溶解于溶劑中或分散于分散劑中，得到潤滑劑處理液。 (4)混合粉中添加潤滑劑:將潤滑劑處理液與混合粉混合，干燥除去溶劑或分散劑得到最終預(yù)混合粉成品。
【專利摘要】一種粉末冶金用鐵基預(yù)混合粉及制備方法，屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域。該鐵基混合粉以鐵粉質(zhì)量為100％計其組分的質(zhì)量，混合粉組分的質(zhì)量百分比為：鐵粉100％；石墨粉0.6％-0.8％；粘結(jié)劑0.1％-0.6％；潤滑劑0.1％-0.6％。該鐵基預(yù)混合粉有機粘結(jié)劑包覆在石墨顆粒表面，石墨顆粒通過粘結(jié)劑粘附到鐵基粉末顆粒的表面，這樣得到無偏析石墨混合粉末，該無偏析石墨混合粉末具有較高的粘結(jié)效率和良好的流動性。在保證石墨粘結(jié)效率的前提下使得粘結(jié)劑使用量減少，并且不降低鐵基預(yù)混合粉的其它性能，解決了傳統(tǒng)機械混合粉末壓制的壓坯密度一致性、尺寸穩(wěn)定性差的問題。
【IPC分類】B22F1/00
【公開號】CN105537580
【申請?zhí)枴緾N201511001395
【發(fā)明人】李發(fā)長, 柳學(xué)全, 李 一, 李楠, 李金普, 丁存光
【申請人】鋼鐵研究總院
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月28日