水霧化鐵粉工藝性能研究.pdf

1、粉末冶金技術(shù)具有顯著的節(jié)材和節(jié)能效果，鐵粉是鐵基粉末冶金材料和制品的主要原料，是粉末冶金工業(yè)中用量最大的一類(lèi)粉末。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，汽車(chē)、工程機(jī)械等行業(yè)的大力發(fā)展給我國(guó)鐵粉帶來(lái)了廣闊的發(fā)展前景。目前，鐵基粉末冶金材料朝著高密度、高強(qiáng)度、形狀復(fù)雜方向發(fā)展，對(duì)其原料鐵粉的工藝性能提出了越來(lái)越高的要求。但是，我國(guó)鐵粉的基礎(chǔ)較薄弱，高端市場(chǎng)被國(guó)外企業(yè)所壟斷。為了提升我國(guó)鐵粉的整體性能，很有必要對(duì)鐵粉工藝性能進(jìn)行系統(tǒng)研究。
　　 本

2、研究以萊鋼集團(tuán)粉末冶金有限公司生產(chǎn)的LAP100.29水霧化鐵粉為基本原料，通過(guò)不同的處理方法研究了鐵粉的化學(xué)成分、粒度、粒度搭配、納米鐵粉添加及晶粒大小對(duì)鐵粉工藝性能的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　 (1)通過(guò)線(xiàn)性擬合分析了鐵粉中C、Si、Mn、P、S、氫損等主要雜質(zhì)元素對(duì)鐵粉壓縮性的影響關(guān)系。采用單元線(xiàn)性擬合時(shí)，擬合結(jié)果的相關(guān)系數(shù)很低，其結(jié)果不可靠;采用多元線(xiàn)性擬合，通過(guò)自編程序的方法對(duì)雜質(zhì)含量與粉末壓縮性之間的關(guān)系進(jìn)行分析

3、，結(jié)果顯示其相關(guān)系數(shù)均大于0.97，可靠性大大提高。擬合的結(jié)果表明影響水霧化鐵粉壓縮性的主要因素是粉末中雜質(zhì)元素P、C等含量;次要因素是粉末中雜質(zhì)元素Si、Mn含量。
　　 (2)隨著顆粒粒徑減小，鐵粉的流動(dòng)性降低、松裝密度增大。使用艾西壓制方程對(duì)鐵粉壓制密度進(jìn)行擬合分析，表明不同粒度的鐵粉都能很好的符合艾西壓制方程，顆粒粒徑大的粉末其壓縮系數(shù)大，壓縮性好。在總孔隙度相當(dāng)?shù)那闆r下，粉末粒徑小的壓坯其孔隙尺寸較小、孔隙數(shù)量較多、孔

4、隙的分布較均勻。
　　 (3)將-80+100目和-325目?jī)煞N粒徑的水霧化純鐵粉以不同比例搭配，通過(guò)控制粒度搭配，鐵粉松裝密度在2.84～3.42g·cm-3、鐵粉流動(dòng)性在20～31 s/50g范圍變化;當(dāng)壓制壓力低于300MPa時(shí)，壓坯致密化主要由顆粒的滑移、重排決定，當(dāng)壓制壓力高于300MPa時(shí)壓坯致密化主要以粉末的塑性變形為主。
　　 (4)在500～800℃對(duì)水霧化鐵粉熱處理，粉末晶粒尺寸從58.8nm長(zhǎng)大到1

5、08.4nm，晶粒大小對(duì)粉末流動(dòng)性和松裝密度影響不大;隨著晶粒尺寸增加，粉末壓制密度增加，通過(guò)Ln(1/(1-D))=Kp1/22+B方程考察了粉末屈服強(qiáng)度的變化，分析得出粉末壓制性能改善的主要原因是粉末晶粒尺寸變大，粉末屈服強(qiáng)度降低。在粉末顆粒未斷裂前，相同壓制壓力下，晶粒尺寸大的粉末變形量大，其壓制性能更好。
　　 (5)納米鐵粉的添加使水霧化鐵粉壓制性能降低、脫模力增加、顆粒間摩擦系數(shù)增加;添加0.5～6wt％納米鐵粉后，