Fe-Mn-C粉末治金低合金鋼粉的預混合制備研究.pdf

1、鋼鐵粉末所制備的鐵基材料在粉末冶金行業(yè)占有很大的比重，廣泛應用于汽車、家電、工程機械等行業(yè)。采用預混合技術制備的預混合鋼粉具有環(huán)保、流動性高、組織和尺寸穩(wěn)定性好的特點，是制備高精度、高性能鐵基材料的首選原料。目前預混合鋼粉的生產(chǎn)和銷售被歐美日等發(fā)達國家壟斷，為了拓展我國鐵基材料在制造汽車零部件等領域的應用，研究開發(fā)預混合鋼粉制備技術具有重要意義。
　　錳作為鐵基材料中一種新型的合金元素，來源豐富，具有優(yōu)異的固溶強化和硬化作用。但當

2、錳以元素粉末、高錳含量預合金粉末形式引入時，存在易氧化的缺點，嚴重影響燒結體力學性能。因此錳添加方式對氧含量的控制研究對于推動含錳鐵基材料的應用進程具有現(xiàn)實的意義。
　　本論文研究含錳低合金鋼粉的預混合制備技術及在粉末冶金過程中氧含量的控制，在此基礎上推測了粘結劑與粉末間的相互作用機制。研究結果如下:
　　獲得了對錳和石墨粘結率高的預混合工藝。以Fe-0.5Mn-0.5C材料為對象，研究了4種粘結劑對預混合鋼粉中合金元素粘結

3、率的影響。其中非極性粘結劑熱塑性彈性體對石墨的粘結率高達96％，聚丙烯酸類極性粘結劑對錳的粘結率高達92％。所制備的預混合鋼粉與機械混合粉相比，流動性改善，從25.3s/50g縮短到24.3-24.7s/50g;松裝密度與機械混合粉相當，可于3.03-3.32g/cm3之間調節(jié)。
　　研究了不同錳源、錳含量對預混合鋼粉性能的影響。兩種錳源分別為FeMn合金粉（79.0wt.％Mn）、含錳低合金鋼粉。研究表明，降低FeMn合金粉的粒

4、徑，可提高Mn的粘結率。當FeMn合金粉的粒度-800目時，Mn粘結率高達98％。Fe-Mn-C預混合鋼粉體系中，當錳源為含錳低合金鋼粉時，錳含量升高，預混合鋼粉壓制密度有所降低，錳含量為1.89wt.％時，600MPa單向壓制密度降為6.96g/cm3。
　　研究了Fe-Mn-C預混合鋼粉在預混合、脫脂，燒結過程中氧含量的變化。與未含錳的Fe-C體系相比，當錳含量為0.5wt.％時，預混合與脫脂階段氧含量升高，1120℃、H2氣

5、氛中保溫30min后，鐵的氧化物及部分鐵錳氧化物被還原，氧主要以MnO形式存在，最終氧含量為0.21wt.％，與機械混合粉Fe-0.5C的氧含量基本相當。隨著Fe-Mn-C預混合體系中Mn含量升高，燒結材料中氧含量有所增加，但與機械混合Fe-0.5C相比，錳含量為1.89wt.％時氧增加接近0.1wt.％。采用復合錳源的Fe-1.89Mn-0.5C體系兼具壓制密度較高、成分較均勻，氧含量較低的優(yōu)勢。
　　提出了粘結劑與混合粉末之間