一种高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末，由以下质量百分数的成分组成：C 3％‑4.5％，Cr 1.5％‑2.5％，Mn 0.5％‑1.5％，Si 0.5％‑1.5％，Ni 3.0％‑5.0％，B 1.0％‑2.0％，剩余为铁，通过上述设置，本发明专利技术在减少添加物的情况下，使铁基合金粉具有较高的耐磨性，降低了成本；本发明专利技术还公开了该高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末的制备方法。

【技术实现步骤摘要】
一种高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末及其制备方法
本专利技术涉及金属合金粉末材料领域，特别涉及一种高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末及其制备方法。
技术介绍
随着塑料性能的不断提高，对注塑机机筒的耐磨要求越来越高。合金机筒虽然能够满足需求，但由于价格较高，难以推广。目前国内市场上合金机筒主要有钴基合金、镍基合金和铁基合金，即使是相对最便宜的铁基合金机筒，价格也相对氮化机筒较高。目前，公开号为CN111471921A的专利技术专利公开了一种种新型低熔点高流动性的耐磨铁基合金粉末，化学成分为：碳2.5％-3.5％，铬4.0％-7.0％，锰0.5％-1.5％，硅1.0％-2.0％，镍7.0％-10.0％，硼2.2％-3.2％，余量为铁。该铁基合金粉末虽然的具有较好的耐磨性，但是除铁基外的辅料使用较多，成本较高，因此需要研发一种采用较少辅料的铁基合金粉末，降低生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末，其具有耐磨性好、成本低的优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末，由以下质量百分数的成分组成：C3％-4.5％，Cr1.5％-2.5％，Mn0.5％-1.5％，Si0.5％-1.5％，Ni3.0％-5.0％，B1.0％-2.0％，剩余为铁。进一步设置：其中所述Ni与B的质量百分比相差不小于2％。Cr的加入提高粉末的耐腐蚀性能，提高硬度，同时也会导致整个合金材料熔点上升；Ni、B能使熔点降低，提高合金耐蚀性，Ni加入过量会导致合金硬度降低，因此将Ni的含量降低，可以增加合金硬度。Si的加入能提升合金流动性，使合金粉末融化后在完全凝固前均匀附着于产品内表面，同时，较长的凝固过程使合金液中的气能有效的通过离心力排出，避免凝固过快在排出前就夹杂在合金层中。B的加入能够降低合金体系的熔点，使共晶合金固液相线距离增加，液态金属流动性提高。同时B与Si加入至合金体系中，能使液相形成温度降低，合金体系在较低的温度下能够形成供原子高速扩散的熔池，在一定程度上对合金体系的均匀化起到提高作用。进一步设置：合金粉末由以下质量百分数的成分组成：C4％，Cr2％,Mn1％,Si1％,Ni3.5％,B1％，V0.5％,剩余为铁。钒为强碳化物及氮化物形成元素，钒含量加入量较少，碳化物分布在晶界处,可以细化铁基合金的晶粒,提高铁基合金的强度和韧性。进一步设置：合金粉末由以下质量百分数的成分组成：C4％，Cr2％,Mn1％,Si1％,Ni3.5％,B1％，V0.5％,W1％,剩余为铁。钨溶入基体，阻碍扩散、自扩散过程，增强原子结合力，提高基体的再结晶温度，故可使处于高温强度的不平衡组织状态能保持在更高的温度，从而提高合金涂层的耐热性。本专利技术的另一目的是提供一种上述高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末的制备方法，其具有成品率高、产出粉末颗粒均匀的优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种权利要求高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末的制备方法，包括如下步骤：Sp1：称取所需原料，去除原料表面的杂质；Sp2：在中频炉中加入称取所需原料中40％的铁，50％的碳，40％的镍，40％的铬，加热后熔融后，继续加入30％的铁，30％的镍，30％的铬，50％的碳，熔融后继续加入30％的铁，30％的镍，30％的铬，完全融化后加入全部锰和全部硅，完全融化后加入剩余组分，完全融化后继续升温至1400-1500摄氏度，继续保温，通过电磁搅拌使合金成分充分混合均匀；Sp3：以高压水作为雾化介质，同时开启抽风装置，使雾化塔内的压力小于1个大气压，将Sp2得到的熔液倒入雾化塔内进行雾化，冷却后得到金属粉末；Sp4：将Sp3得到的金属粉末进行烘干，筛分处理得到所需成品合金粉末。进一步设置：Sp3雾化筒内的压力保持在0.6MPa左右。进一步设置：Sp3中高压水的喷入压力为4-6Mpa。进一步设置：Sp2中搅拌时间不不低于10min。进一步设置：Sp2中完全融化后升温至1480摄氏度。将Fe、C、Cr、Ni分批添加，后添加的材料在中频炉中的烧损减少，并且在充分溶解后，体系内气体及时排出，避免Mn、Si、B等发生损坏。通过水雾化制粉法制得的铁基合金粉末，由于合金液较好的张力作用，粉末粒径分布超过90％以上集中于53μm—180μm，且球形度较好。具体实施方式实施例1：一种高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末，由以下质量百分数的成分组成：C4.5％，Cr2.3％，Mn1.5％，Si0.7％，Ni5.0％，B1.3％，剩余为铁。包括如下步骤：Sp1：称取所需原料，去除原料表面的杂质；Sp2：在中频炉中加入称取所需原料中40％的铁，50％的碳，40％的镍，40％的铬，加热后熔融后，继续加入30％的铁，30％的镍，30％的铬，50％的碳，熔融后继续加入30％的铁，30％的镍，30％的铬，完全融化后加入全部锰和全部硅，完全融化后加入剩余组分，完全融化后继续升温至1420摄氏度，继续保温，通过电磁搅拌使合金成分充分混合均匀，搅拌时间为10min；Sp3：以4MPa高压水作为雾化介质，同时开启抽风装置，使雾化塔内的压力为0.7MPa，将Sp2得到的熔液倒入雾化塔内进行雾化，冷却后得到金属粉末；Sp4：将Sp3得到的金属粉末进行烘干，筛分处理得到所需成品合金粉末。实施例2：一种高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末，由以下质量百分数的成分组成：C3.5％，Cr2.5％，Mn0.7％，Si0.5％，Ni4.5％，B2.0％，剩余为铁。包括如下步骤：Sp1：称取所需原料，去除原料表面的杂质；Sp2：在中频炉中加入称取所需原料中40％的铁，50％的碳，40％的镍，40％的铬，加热后熔融后，继续加入30％的铁，30％的镍，30％的铬，50％的碳，熔融后继续加入30％的铁，30％的镍，30％的铬，完全融化后加入全部锰和全部硅，完全融化后加入剩余组分，完全融化后继续升温至1400摄氏度，继续保温，通过电磁搅拌使合金成分充分混合均匀，搅拌时间为10min；Sp3：以6MPa高压水作为雾化介质，同时开启抽风装置，使雾化塔内的压力为0.8MPa，将Sp2得到的熔液倒入雾化塔内进行雾化，冷却后得到金属粉末；Sp4：将Sp3得到的金属粉末进行烘干，筛分处理得到所需成品合金粉末。实施例3：一种高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末，由以下质量百分数的成分组成：C3.0％，Cr1.8％，Mn0.5％，Si1.2％，Ni3.0％，B1.0％，V0.5％,剩余为铁。包括如下步骤：Sp1：称取所需原料，去除原料表面的杂质；Sp2：在中频炉中加入称取所需原料中40％的铁，50％的碳，40％的镍，40％的铬，加热后熔融后，继续加入30％的铁，30％的镍，3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末，其特征在于，由以下质量百分数的成分组成：C 3％-4.5％，Cr 1.5％-2.5％，Mn 0.5％-1.5％，Si 0.5％-1.5％，Ni 3.0％-5.0％，B1.0％-2.0％，剩余为铁。/n

【技术特征摘要】
1.一种高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末，其特征在于，由以下质量百分数的成分组成：C3％-4.5％，Cr1.5％-2.5％，Mn0.5％-1.5％，Si0.5％-1.5％，Ni3.0％-5.0％，B1.0％-2.0％，剩余为铁。


2.根据权利要求1所述的高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末，其特征在于，其中所述Ni与B的质量百分比相差不小于2％。


3.根据权利要求1或2所述的高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末，其特征在于，由以下质量百分数的成分组成：C4％，Cr2％,Mn1％,Si1％,Ni3.5％,B1％，V0.5％，剩余为铁。


4.根据权利要3所述的高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末，其特征在于，由以下质量百分数的成分组成：C4％，Cr2％,Mn1％,Si1％,Ni3.5％,B1％，V0.5％,W1％,剩余为铁。


5.一种权利要求1-4任一所述高耐磨经济性自熔性铁基合金粉末的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
Sp1：称取所需原料，去除原料表面的杂质；
Sp2：在中频炉中加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：李益明，邵翼虎，周侃，李飞牛，
申请(专利权)人：宁波华帆金属材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33