一种无磁合金及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种无磁合金及制备方法，特别涉及一种用于制备压缩机电机用髙密度平衡块的无磁合金及该合金的制备方法；属于粉末冶金技术领域。本发明专利技术所述无磁合金其密度为7.7-8.0g/cm3；所述无磁合金以质量百分比计由下述组分组成：Fe26-65％、Cu9.8-21.5％、Mn14-55％、R0.1-19％；所述R选自W、Ni、Cr、Zn、Sn中的至少一种。本发明专利技术合金成分设计合理，生产工艺简单，易于大批量生产。本发明专利技术所制备的成品完全可替代压缩机电机用价格昂贵的铸铜平衡块合金，与其相比，本发明专利技术显著降低了制造成本；同时，还可替代铸造高锰钢、铸造锌合金平衡块合金，减小平衡块合金原有体积，使电机高速旋转工作中噪音明显降低，这就提髙了压缩机品质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及一种用于制备压缩机电机平衡块的无磁合金及该合金的制备方法；属于粉末冶金
。技术背景压缩机电机现用无磁平衡块采用铸造髙锰钢、铸造铜、铸造锌合金制造，其工序烦锁，制作周期长；同时因采用的是铸造工艺，导致制品存在孔洞、疏松、夹杂、制品尺寸稳定性差等缺陷。因此，选择新型工艺制造髙品质压缩机电机用无磁平衡块合金意义重大。采用铸造铜作为平衡块，由于铜的价格昂贵，导致该平衡块的生产成本极髙；采用髙锰钢、铸造锌合金作为平衡块，因为平衡块的密度过低，导致其体积过大，使得电机髙速旋转工作中噪音过大，不利于提髙压缩机的品质。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术之不足而提供一种合金成分设计合理、制造工艺简单、易于实现批量化和自动化生产、生产效率髙、能耗低、生产成本低、无污染环保型的用于压缩机电机平衡块的无磁合金及该合金的制备方法。本专利技术一种无磁合金，所述无磁合金的密度为7.7-8.0g/cm3 ;所述无磁合金以质量百分比计由下述组分组成: Fe 26-65% ；Cu 9.8-21.5% ；Mn 14-55% ；R 0.1-19% ;所述 R 选自 W、N1、Cr、Zn、Sn 中的至少一种。本专利技术一种无磁合金，所述无磁合金以质量百分比计由下述组分组成:Fe 26-65 %、Cu9.8-21.5%、Mnl4_55 %、Sn0.5-3 %、WO-5 %、N1-8 %、CrO-2 %、ZnO-2% ;或Fe 26-65%, Cu9.8-21.5 %、Mnl4_55 %、SnO-3 %, WO-5 %, N1-8 CrO-2 %,Zn0.5-2% -MFe 26-65%,Cu9.8-21.5%,Mnl4-55%,SnO-3%,WO-5%,N1.l-8%,Cr0.1-2%,ZnO-2% ;或Fe 26-65 %、Cu9.8-21.5%、Mnl4_55 %、SnO-3 %、W0.5-5 %、N1-8 %、CrO-2 %、ZnO-2%。本专利技术一种无磁合金，所述无磁合金以质量百分比计由下述组分组成:Fe 26-65 Cu9.8-21.5 %、Mnl4_55 Sn0.5-1.5 %, WO-5 Ν?2-3Cr0.5-0.8%, ZnO-2% ;或Fe 26-65 Cu9.8-21.5 %、Mnl4_55 %、Sn0.5-1.5 %, W0.5-1.5 N1-8CrO-2%,Zn0.5-2% ;或Fe 26-65 %、Cu9.8-21.5 %、Mnl4_55 %、Sn0.5-1.5 % , W0.5-1.5 %、Ni2_3 %、Cr0.5-0.8%,Zn0.5-2%。本专利技术一种无磁合金，其硬度为HRB80-90、抗拉强度为260_290Mpa、冲击韧性为7-9J/cm2、抗弯强度为680-720Mpa、密度为7.7-8.0g/cm3、相对磁导率小于等于1.05、磁感应强度小于等于0.17T。本专利技术一种无磁合金的制备方法，包括下述步骤:步骤一配料按设计的合金组分，分别配取铁锰中间合金粉末、镍铬中间合金粉末、铜粉、钨粉、锌粉、锡粉作为原料粉末，然后按原料粉末总质量的0.8-1.0%配取成形剂；将原料粉末和成形剂混合均匀，得到混合粉末；所述成形剂由SKZ-800和石蜡与黃油、硬酯酸、滑石粉、二硫化钥、聚乙稀中的至少一种组成；步骤二压制成形将步骤一所 得混合粉末，装入近净成形模具中，压制成形，得到密度为7.15-7.35g/cm3 的压还；步骤三烧结在保护气氛中，将步骤二所得压坯加热至1020-1120°C，保温，随炉冷却至室温，得到无磁合金。本专利技术一种无磁合金的制备方法，所述原料粉末中-325目的粉末占原料粉末总质量的75%以上；-150目的粉末占原料粉末总质量的99.8%以上；100目以上的粉末占原料粉末总质量的0.2%以下。本专利技术中铁锰组分、镍铬组分分別以中间合金粉末形式加入，以便铁锰、镍铬合金充分固溶，这有利于提高材料的无磁性能，而合金无磁性能是平衡块的重要使用特性；铜、钨、锌、锡以单质粉末形式加入，经烧结热处理后，有利于获得高强度、高密度的材料。铁锰中间合金具体指按重量百分比铁86-45、猛14-55中间合金；镍铬中间合金具体指按重量百分比镍80、铬20中间合金。本专利技术一种无磁合金的制备方法，所述成形剂以质量百分比计由下述组分组成:黄油0-15%、SKZ-80020-60%，石蜡 25-55%、硬脂酸 0-34%、滑石粉 0-5%、二硫化钥0-5%、聚乙稀0-5%。本专利技术一种无磁合金的制备方法，所述成形剂以质量百分比计由下述组分组成:黄油0-15%、SKZ-80020-60%，石蜡 25-55%、硬脂酸 5-34%、滑石粉 0-5%、二硫化钥0-5 %、聚乙稀0-5 %。成形剂按本专利技术规定比例组合使用可以有效减小压制成形过程中粉末间、粉末与模壁间摩擦损失，接近零摩擦成形，以便在规定成形压力下获得高密度成形压坯，从而获得高密度、性能优良的平衡块合金。本专利技术一种无磁合金的制备方法，所述SKZ-800为广州庆帆翔新材料有限公司生产提供的超级润滑剂。本专利技术一种无磁合金的制备方法，采用V型混料器将原料粉末和成型剂混合均匀。本专利技术一种无磁合金的制备方法，所述净成形模具是根据所需无磁合金形状，按收缩量7-8%进行设计(所述收缩量=1_(成形坯的体积/模具内腔体积))。本专利技术所设计制备的模具为近净成形模，其制造的平衡块合金无需任何后续机械加工，比较其它工艺方法其优点在于:缩短制造工序、节约制造成本；产品尺寸稳定性好；易于实现大批量、自动化生产。本专利技术一种无磁合金的制备方法，压制成形的压力为700_800Mpa。本专利技术中成形在全自动液压机上完成，全自动成形生产效率髙，成形压坯尺寸稳定性好，压坯密度均匀。比较铸造或其它工艺方法，本专利技术中所规定的成形方法具有自动化程度髙、生产效率髙、产品性能稳定、制造成本低、适合大批量生产优点。同时按本专利技术设计的成形压力有利于获得髙密度的成形压坯，而是髙密度的成形压坯是得到髙密度平衡块合金的关键之一。本专利技术一种无磁合金的制备方法，压坯加热时的升温速度为10_12°C /分钟，压坯在1020-1120°C的保温时间为1.5-2小时，随炉冷却时，控制冷却速度为3_5°C /分钟。本专利技术合理控制升温速度，使得压坯在受热过程中受热均匀，同时使得成形剂以合理的分解速度分解，这就尽量减少了制品中空洞的出现；成形压坯在1020-1120°C保温1.5-2小时，这既保证合金各组分充分扩散，又填补由成形剂分解所造成的细小微孔，为获得髙密度、无磁性、优良的力学性能提供了必要条件；本专利技术中所规定的烧结热处理，比较铸造与其它工艺，其优点在于:制品中无孔洞、无夹杂、各项性能稳定、易于实现大批量、自动化生产。本专利技术一种无磁合金的制备方法，所述保护气氛为分解氨-氮基气氛或者分解氨气氛；所述分解氨-氮基气氛中分解氨混和气体与氮气的体积比为1:5。原理和优势本专利技术通过严格控制各组份的含量以及制备工艺，实现了各组份之间协同作用，从而制备出了以铁-铜-锰为基体的髙密度、无磁性、力学性能优良的无磁合金。本专利技术采用粉末冶金技术与近净成形技术相结合，这大大简化的制备工艺，使得本专利技术易于规模化和自动化生产，能大大提髙生产效率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无磁合金，其特征在于，所述无磁合金的密度为7.7‑8.0g/cm3；所述无磁合金以质量百分比计由下述组分组成：Fe 26‑65％；Cu 9.8‑21.5％；Mn 14‑55％；R 0.1‑19％；所述R选自W、Ni、Cr、Zn、Sn中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种无磁合金，其特征在于，所述无磁合金的密度为7.7-8.0g/Cm3 ;所述无磁合金以质量百分比计由下述组分组成:Fe 26-65% ；Cu 9.8-21.5% ；Mn 14-55% ； R 0.1-19% ;所述R选自W、N1、Cr、Zn、Sn中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种无磁合金，其特征在于，所述无磁合金以质量百分比计由下述组分组成:Fe 26-65 %、Cu9.8-21.5 %、Mnl4_55 %、Sn0.5-3 %、WO-5 %、N1-8 %、CrO-2 %、ZnO-2% ;或 Fe 26-65 Cu9.8-21.5 Mnl4_55 SnO-3 %, WO-5 N1-8 CrO-2Zn0.5-2% ;或Fe 26-65 %、Cu9.8-21.5 %、Mnl4_55 %、SnO-3 %、WO-5 %、N1.1-8 %、Cr0.1-2 %、ZnO-2% ;或Fe 26-65 %、Cu9.8-21.5 %、Mnl4_55 %、SnO-3 %、W0.5-5 %、N1-8 %、CrO-2 %、ZnO-2%。3.根据权利要求2所述的一种无磁合金，其特征在于，所述无磁合金以质量百分比计由下述组分组成:Fe 26-65%,Cu9.8-21.5%,Mnl4-55%,Sn0.5-1.5%,WO-5%,Ni2-3%,Cr0.5-0.8%,ZnO-2% ;或Fe 26-65 %,Cu9.8-21.5%、Mnl4_55%、Sn0.5-1.5%,W0.5-1.5% ,N1-8 % ,CrO-2 %,Zn0.5-2% -M Fe 26-65 Cu9.8-21.5 %、Mnl4_55 Sn0.5-1.5 W0.5-1.5 Ν?2-3Cr0.5-0.8%,Zn0.5-2%。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种无磁合金，其特征在于:所述无磁合金的硬度为HRB80-90、抗拉强度为260-290Mpa、冲击韧性为7_9J/c...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭世超，熊翔，党胜云，刘如铁，刘旭，
申请(专利权)人：益阳世龙新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43