一种烧结硬化用水雾化合金粉末及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种烧结硬化用水雾化合金粉末的制造方法，该方法包括冶炼、雾化、还原、扩散工序，在冶炼的过程中，向钢液内加入Mo，然后通过扩散工艺，将Mn、Ni扩散至含Mo合金铁粉上；在还原和扩散工序之间增加混料工序，具体为：将还原后的铁钼粉经过破碎、筛分、合批，然后加入占铁钼粉质量0.1％～1.0％的油性粘接剂，再加入Ni粉、Mn粉，混料机转速控制10～20r/min，混料时间控制30～90min，制成半成品，再将混合均匀的半成品经还原炉扩散。本发明专利技术改善产品强度、韧性及表观硬度等综合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种烧结硬化用水雾化合金粉末及其制造方法
本专利技术涉及粉末冶金领域，尤其涉及一种烧结硬化用水雾化合金粉末及其制造方法。
技术介绍
烧结硬化工艺是粉末冶金零件生产的一种新工艺，其目的是在保证粉末冶金制品强度、韧性和表观硬度的同时，降低制品零件烧结后二次处理工艺，缩短生产周期，降低生产成本。采用的是烧结—快冷的生产工艺。选择合适的合金元素，能有效地提高材料的淬硬性，使制品在经过一系列热处理过程中发生马氏体相变，同时又具有一定的韧性。该水雾化合金粉可有效地提高粉末冶金制品综合机械性能，并能保证粉末的烧结尺寸稳定性。目前，为实现烧结硬化效果，常常往钢铁粉末中添加Ni、Mo、Mn粉末，其存在：运输及混粉过程中，合金元素会产生偏析；压制密度偏低及强度、硬度也偏低。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种烧结硬化用水雾化合金粉末及其制造方法，改善产品强度、韧性及表观硬度等综合性能。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：一种烧结硬化用水雾化合金粉末的制造方法，该方法包括冶炼、雾化、还原、扩散工序，在冶炼的过程中，向钢液内加入Mo，然后通过扩散工艺，将Mn、Ni扩散至含Mo合金铁粉上；在还原和扩散工序之间增加混料工序，具体为：将还原后的铁钼粉经过破碎、筛分、合批，然后加入占铁钼粉质量0.1％～1.0％的油性粘接剂，再加入Ni粉、Mn粉，混料机转速控制10～20r/min，混料时间控制30～90min，制成半成品，再将混合均匀的半成品经还原炉扩散。所述的冶炼工序具体为：以废钢、生铁为主要原料，通过电炉的冶炼得到成分均匀稳定、杂质少的钢液，钢液中Mo的含量按0.5wt％～4.0wt％调整，出钢温度：1620～1800℃。所述的雾化工序具体为：雾化压力：10～15Mpa，雾化开始温度：1580～1700℃、雾化结束温度：1550℃～1630℃、钢液流直径14～28mm、流量140～240m3/h、喷射角度30°～50°。所述的还原工序是将雾化后的粉料经过还原炉进行还原，还原炉还原预热段温度550℃～800℃、长度4～6m，高温段温度800℃～1000℃、长度6～12m，冷却段温度500℃～800℃、长度4～8m；氨气流量60～190m3/h，运行速度：90～300㎜/min，料层厚度：12～48㎜。所述的扩散工序是将混合均匀的半成品经还原炉扩散，还原炉扩散预热段温度650℃～750℃、长度2～4m；高温段温度750℃～900℃，长度4～14m；冷却段温度450℃～750℃，长度4～8m。氨气流量60～190m3/h，控制扩散时间30～90min，料层厚度：20～35mm。所述的油性粘接剂为机油。一种烧结硬化用水雾化合金粉末，其化学成分按重量百分比组成如下：C：0.001％～0.2％；Si≤0.50％；Mn：0.1％～1.0％；P≤0.050％；S≤0.030％；Mo：0.5％～4.0％；Ni：0.1％～8.0％，其余为Fe及不可避免的杂质。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1)压缩性(600MPa下):≥7.02g/cm3；2)以扩散的形式将Mn引入合金体系，避免冶炼及雾化过程时，Mn元素的氧化，而且使得合金元素在制品烧结过程中能进一步完全合金化；3)运输及混料过程不会产生合金元素成分的偏析，烧结尺寸性稳定，显微组织均匀。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的具体实施方式作进一步说明：一种烧结硬化用水雾化合金粉末的制造方法，该方法包括冶炼、雾化、还原、扩散工序，在冶炼的过程中，向钢液内加入Mo，然后通过扩散工艺，将Mn、Ni扩散至含Mo合金铁粉上；在还原和扩散工序之间增加混料工序，具体为：将还原后的铁钼粉经过破碎、筛分、合批，然后加入占铁钼粉质量0.1％～1.0％的油性粘接剂，再加入Ni粉、Mn粉，混料机转速控制10～20r/min，混料时间控制30～90min，制成半成品，再将混合均匀的半成品经还原炉扩散。所述的冶炼工序具体为：以废钢、生铁为主要原料，通过电炉的冶炼得到成分均匀稳定、杂质少的钢液，钢液中Mo的含量按0.5wt％～4.0wt％调整，出钢温度：1620～1800℃。所述的雾化工序具体为：雾化压力：10～15Mpa，雾化开始温度：1580～1700℃、雾化结束温度：1550℃～1630℃、钢液流直径14～28mm、流量140～240m3/h、喷射角度30°～50°。所述的还原工序是将雾化后的粉料经过还原炉进行还原，还原炉还原预热段温度550℃～800℃、长度4～6m，高温段温度800℃～1000℃、长度6～12m，冷却段温度500℃～800℃、长度4～8m；氨气流量60～190m3/h，运行速度：90～300㎜/min，料层厚度：12～48㎜。所述的扩散工序是将混合均匀的半成品经还原炉扩散，还原炉扩散预热段温度650℃～750℃、长度2～4m；高温段温度750℃～900℃，长度4～14m；冷却段温度450℃～750℃，长度4～8m。氨气流量60～190m3/h，控制扩散时间30～90min，料层厚度：20～35mm。所述的油性粘接剂为机油。一种烧结硬化用水雾化合金粉末，其化学成分按重量百分比组成如下：C：0.001％～0.2％；Si≤0.50％；Mn：0.1％～1.0％；P≤0.050％；S≤0.030％；Mo：0.5％～4.0％；Ni：0.1％～8.0％，其余为Fe及不可避免的杂质。实施例合金粉末化学成份及各项指标见表1：表1对比镍、钼、锰不同添加工艺下粉末冶金制品综合性能见表21)钼完全合金化+Ni、Mn添加机油混合后扩散(本专利技术工艺)2)钼完全合金化+Ni、Mn扩散(这个是对比文件的工艺)3)钼完全合金化+Ni、Mn混合(这个是普通工艺)通过上述比较，本专利技术在强度、硬度、冲击强度等方面明显优于其他方式生产的合金粉。表2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧结硬化用水雾化合金粉末的制造方法，该方法包括冶炼、雾化、还原、扩散工序，在冶炼的过程中，向钢液内加入Mo，然后通过扩散工艺，将Mn、Ni扩散至含Mo合金铁粉上；其特征在于，在还原和扩散工序之间增加混料工序，具体为：将还原后的铁钼粉经过破碎、筛分、合批，然后加入占铁钼粉质量0.1％～1.0％的油性粘接剂，再加入Ni粉、Mn粉，混料机转速控制10～20r/min，混料时间控制30～90min，制成半成品，再将混合均匀的半成品经还原炉扩散。

【技术特征摘要】
1.一种烧结硬化用水雾化合金粉末的制造方法，该方法包括冶炼、雾化、还原、扩散工序，在冶炼的过程中，向钢液内加入Mo，然后通过扩散工艺，将Mn、Ni扩散至含Mo合金铁粉上；其特征在于，在还原和扩散工序之间增加混料工序，具体为：将还原后的铁钼粉经过破碎、筛分、合批，然后加入占铁钼粉质量0.1％～1.0％的油性粘接剂，再加入Ni粉、Mn粉，混料机转速控制10～20r/min，混料时间控制30～90min，制成半成品，再将混合均匀的半成品经还原炉扩散。2.根据权利要求1所述的一种烧结硬化用水雾化合金粉末的制造方法，其特征在于，所述的冶炼工序具体为：以废钢、生铁为主要原料，通过电炉的冶炼得到钢液，钢液中Mo的含量按0.5wt％～4.0wt％调整，出钢温度：1620～1800℃。3.根据权利要求1所述的一种烧结硬化用水雾化合金粉末的制造方法，其特征在于，所述的雾化工序具体为：雾化压力：10～15Mpa，雾化开始温度：1580～1700℃、雾化结束温度：1550℃～1630℃、钢液流直径14～28mm、流量140～240m3/h、喷射角度30°～50°。4.根据权利要求1所述的一种烧结硬化用水雾化合金粉末的制造方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江，王洋，修凤玲，卜福昌，纪向军，高扬，
申请(专利权)人：鞍钢重型机械有限责任公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21