一种粉末冶金制备方法技术

本发明专利技术公开了一种粉末冶金制备方法，包含以下步骤：1)制作成小块生坯；2)表面粉化修饰，在保护气体中，将步骤1)中的小块生坯的至少一个延伸面进行刮痕，表面保留刮痕产生的粉料，后将所述粉料平铺在延伸面上；3)将步骤2)中各个小块生坯排列拼接，将经刮痕处理的延伸面作为拼接面进行贴合，得到拼接生坯；4)将步骤3)中的拼接生坯放入组合模套中，等静压处理；5)烧结热处理获得烧结钕铁硼毛坯。本发明专利技术中，产品规格突破压机固有条件限制，在不改变现有生产设备情况下，可快速实现超大规格以及特殊形状产品的批量化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属材料的成型和烧结
，更具体地说，它涉及一种粉末冶金制备方法。
技术介绍
粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成型和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，同时也存在着较为明显的缺点。由于成型过程中粉末的流动性远不如液态金属，在压制过程中粉末颗粒之间、粉末和模具之间都存在着较大的摩擦力，压制脱模过程形成弹性后效，容易造成特殊形状，特别是表面积/体积的比例大的产品，造成开裂甚至断裂现象，因此现在的粉末冶金技术对产品结构形状还有一定的限制；现有成型工艺，过程需要在压机和模具的共同作用下进行压制，压机的规格大小限制了模具的规格大小，模具的规格大小直接限制了产品的规格尺寸，产品的规格、形状无法突破模具和压机本身的固有条件限制，开发特殊规格、特殊结构形状的粉末冶金制品受到了较大的限制，压机和模具都属高成本消耗品，同时也限制的粉末冶金技术的推广和应用。开发一种突破粉末流动性差、突破压机和模具制约的新型粉末冶金制备方法，将给粉末冶金制品行业带来新的技术发展方向。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种能够使产品规格突破压机固有条件限制，在不改变现有生产设备情况下，可快速实现超大规格以及特殊形状产品的批量化生产的方法。本专利技术采用的技术方案是这样的：一种粉末冶金制备方法，包含以下步骤：一种粉末冶金制备方法，其特征在于，包含以下步骤：1)制作小块生坯：按配方称量原材料，并装到真空熔炼铸片炉中熔炼形成钕铁硼铸片合金，对铸片合金进行氢破碎并研磨粉末，将粉末压制成型制作成小块生坯；2)表面粉化修饰：在保护气体中，将步骤1)中的小块生坯的至少一个延伸面进行刮痕，表面保留刮痕产生的粉料，后将所述粉料平铺在延伸面上；3)组合拼接：组合拼接：将步骤2)中至少两块小块生坯排列拼接，将经刮痕处理的至少一个延伸面作为拼接面进行贴合，得到拼接生坯；4)等静压：将步骤3)中的拼接生坯放入组合模套中，将所述的模套真空封装后在100～250MPa的等静压力下保压1～14秒；5)烧结热处理：将经步骤4)处理的生坯在不高于熔点的温度下进行烧结热处理，冷却后即可获得烧结钕铁硼毛坯。步骤1)中熔炼形成钕铁硼铸片合金的步骤为：原材料装到真空熔炼铸片炉中，对炉内系统进行抽真空，同时加热物料至微红，直至真空度降低到4Pa以下，停止抽真空，充氩气保护，加大功率加热使材料熔化，使钢液温度达到1400～1500℃，降低功率，保温5～10分钟后浇注。步骤1)中粉末的粒度为0.1～10μm。步骤2)中刮痕深度为0.01～10.0mm，刮痕之间的间隙宽度为0.01～10.0mm。步骤2)中对小块生坯的延伸面进行刮痕的工具材质是硬质片状、和/或硬质线状材质。所述刮痕的工具是钢锯片。步骤4)中的组合模套是由橡胶制成。步骤5)中生坯的烧结温度为1050～1100℃，烧结时间为3～5小时，并且在900℃和500℃进行两级回火处理，淬冷至常温得到烧结钕铁硼毛坯。本专利技术粉末冶金制备方法还包括步骤6)：将步骤5)中的毛坯进行磨加工和/或切片，检查接触面是否存在裂纹。所述小块生坯的各个面均可作为延伸面做刮痕处理，不同小块生坯上对应和/或不对应的面均可以拼接在一起。本专利技术的原理在于：将不同的压制生坯进行表面粉化修饰，达到颗粒的充分接触，以促进粉末颗粒间的物质传递；利用等静压将至少两块产品以粉化接触面按照设计尺寸方向实现物理联接；利用高温下(不高于熔点)生坯固体颗粒的相互键联产生颗粒黏结，通过发生烧结再结晶反应，将不同生坯烧结成为整体，实现以若干小规格生坯组合烧结成为特殊规格、尺寸和形貌的产品。本专利技术与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术中，产品规格突破压机固有条件限制，在不改变现有生产设备情况下，可快速实现超大规格以及特殊形状产品的批量化生产。2、压制模具制造成本低，利用现有模具，本专利技术通过若干块产品的组合排列，可快速实现超大规格以及特殊形状产品的批量化生产，避免开发特殊模具的技术难题，节约模具制造费用。3、压制模具维护成本低，采用本专利技术方法，对压坯表面光洁度的要求大幅度降低，因此对模具的表面光洁度的要求也降低，模具的维护周期变长，使用寿命增加。4、采用本专利技术方法，无须使用脱模剂，节约生产成本，同时降低产品因使用脱模剂而残留的碳含量，对产品质量更有保障。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明。实施例1按设计配方称量原材料，将原材料装到真空熔炼铸片炉中，对系统进行抽真空，同时加热物料至微红，直至真空度降低到4Pa以下，停止抽真空，充氩保护，大功率加热使材料熔化，使钢液温度达到1400～1500℃，降低功率，保温5～10分钟后浇注，得到钕铁硼铸片合金。对铸片进行氢破碎，然后在气流磨中研磨成粒度为3～5μm的粉末。在磁场成型压机中取向、用压制成型的方式将粉末制作成小块生坯，生坯规格为62.8*59.5*47.8(mm)；如图1所示，在保护气体中，将小块生坯按设计尺寸的延伸方向用300*12*0.65钢锯片将至少一个延伸面(59.5*47.8)进行刮痕，刮痕深度0.01～5.0mm，表面保留刮痕产生的粉料，刮痕完成后将所述粉料平铺在延伸面上；将各个小块生坯排列拼接，将经刮痕处理的延伸面作为拼接面进行贴合，得到长方体状的拼接生坯(见图2)。将拼接生坯放入橡胶制成的组合模套中，将所述的模套真空封装后在100～250MPa的等静压力下保压1～14秒；在1050～1100℃下烧结3～5小时，在900℃和500℃进行两级回火处理，淬冷至常温得到规格为51.5*103*32.5(mm)的烧结钕铁硼毛坯；将毛坯进行磨加工和切片，检验接触面是否存在裂纹。实施例2按设计配方称量原材料，将原材料装到真空熔炼铸片炉中，对系统进行抽真空，同时加热物料至微红，直至真空度降低到4Pa以下，停止抽真空，充氩保护，大功率加热使材料熔化，使钢液温度达到1400～1500℃，降低功率，保温5～10分钟后浇注，得到钕铁硼铸片合金。对铸片进行氢破碎，然后在气流磨中研磨成粒度为3～5μm的粉末。在磁场成型压机中取向、用压制成型的方式将粉末制作成小块异形生坯，生坯规格为R*91*55*55.6(mm)；如图3所示，将8块小块生坯按设计尺寸的延伸方向，在保护气氛中，用300*12*0.65钢锯片将至少两个延伸面进行刮痕(如图3所示阴影部分)，刮痕深度0.01～5.0mm，表面保留刮痕产生的粉料，刮痕完成后将所述粉料平铺在延伸面上；将各个小块生坯按设计尺寸方向排列，以N、S、N、S……取向方向依次将延伸面与相邻的小块生坯的延伸面贴合在Φ120*46.5(mm)的铁芯上进行贴合，得到中空圆柱体状的拼接生坯(如图4所示)；将拼接生坯放入橡胶制成的组合模套中，将所述的模套真空封装后在100～250MPa的等静压力下保压1～14秒；在1050～1100℃下烧结3～5小时，在900℃和500℃进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉末冶金制备方法，其特征在于，包含以下步骤：1)制作小块生坯：按配方称量原材料，并装到真空熔炼铸片炉中熔炼形成钕铁硼铸片合金，对铸片合金进行氢破碎并研磨粉末，将粉末压制成型制作成小块生坯；2)表面粉化修饰：在保护气体中，将步骤1)中的小块生坯的至少一个延伸面进行刮痕，表面保留刮痕产生的粉料，后将所述粉料平铺在延伸面上；3)组合拼接：将步骤2)中至少两块小块生坯排列拼接，将经刮痕处理的至少一个延伸面作为拼接面进行贴合，得到拼接生坯；4)等静压：将步骤3)中的拼接生坯放入组合模套中，将所述的模套真空封装后在100～250MPa的等静压力下保压1～14秒；5)烧结热处理：将经步骤4)处理的生坯在不高于熔点的温度下进行烧结热处理，冷却后即可获得烧结钕铁硼毛坯。

【技术特征摘要】
1.一种粉末冶金制备方法，其特征在于，包含以下步骤：1)制作小块生坯：按配方称量原材料，并装到真空熔炼铸片炉中熔炼形成钕铁硼铸片合金，对铸片合金进行氢破碎并研磨粉末，将粉末压制成型制作成小块生坯；2)表面粉化修饰：在保护气体中，将步骤1)中的小块生坯的至少一个延伸面进行刮痕，表面保留刮痕产生的粉料，后将所述粉料平铺在延伸面上；3)组合拼接：将步骤2)中至少两块小块生坯排列拼接，将经刮痕处理的至少一个延伸面作为拼接面进行贴合，得到拼接生坯；4)等静压：将步骤3)中的拼接生坯放入组合模套中，将所述的模套真空封装后在100～250MPa的等静压力下保压1～14秒；5)烧结热处理：将经步骤4)处理的生坯在不高于熔点的温度下进行烧结热处理，冷却后即可获得烧结钕铁硼毛坯。2.根据权利要求1所述的粉末冶金制备方法，其特征在于，步骤1)中熔炼形成钕铁硼铸片合金的步骤为：原材料装到真空熔炼铸片炉中，对炉内系统进行抽真空，同时加热物料至微红，直至真空度降低到4Pa以下，停止抽真空，充氩气保护，加大功率加热使材料熔化，使钢液温度达到1400～1500℃，降低功率，保温5～10分钟后浇注。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李容军，曾阳庆，甘家毅，梁红梅，叶春燕，
申请(专利权)人：中铝广西有色金源稀土有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45