粉末溫壓成形復(fù)合潤(rùn)滑劑及其在制備Fe-Si軟磁材料中的應(yīng)用研究.pdf

1、溫壓工藝是一種可以以相對(duì)較低的成本獲得高密度鐵基粉末冶金制品的新技術(shù)。該工藝自19世紀(jì)90年代被提出以來(lái)就受到了各國(guó)粉末冶金工作者的極大關(guān)注，對(duì)它的原理及應(yīng)用進(jìn)行研究，不僅可以豐富該技術(shù)的理論基礎(chǔ)，也可以進(jìn)一步挖掘其應(yīng)用潛力。選擇合適的潤(rùn)滑劑是溫壓工藝的關(guān)鍵所在，因此人們?cè)陂_發(fā)新型金屬粉末溫壓成形潤(rùn)滑劑方面做了大量的工作。另一方面，F(xiàn)e-6.5Si是一類性能十分優(yōu)異的軟磁材料，但由于硅含量高，導(dǎo)致該材料機(jī)械加工性能下降，難以用常規(guī)方法制

2、備成形，而傳統(tǒng)方法要么工藝復(fù)雜，要么能耗太高。因此本文一方面研制新型鐵基粉末溫壓成形潤(rùn)滑劑，另一方面嘗試采用研制的新型復(fù)合潤(rùn)滑劑，通過(guò)溫壓法成形Fe-6.5Si軟磁材料。并對(duì)其成形過(guò)程進(jìn)行分析。
　　本文首先對(duì)溫壓潤(rùn)滑劑進(jìn)行了研究。通過(guò)將四種有機(jī)物按不同質(zhì)量比相互混合后得到復(fù)合潤(rùn)滑劑，然后將各潤(rùn)滑劑分別與還原鐵粉和霧化合金鋼粉充分混合，獲得多種混合粉末。測(cè)定了各種混合粉末的松裝密度和流動(dòng)性。對(duì)各混合粉末進(jìn)行溫壓成形，并對(duì)壓力、溫度

3、等工藝參數(shù)對(duì)生坯密度的影響進(jìn)行分析。待生坯燒結(jié)后進(jìn)一步測(cè)定了燒結(jié)體的密度和機(jī)械性能，并觀察其形貌。實(shí)驗(yàn)表明，潤(rùn)滑劑的種類和含量對(duì)生坯和燒結(jié)體的密度、顯微組織等方面都有顯著的影響。對(duì)還原鐵粉而言，添加0.6%的(1B+1D)這種潤(rùn)滑劑時(shí)，松裝密度最大值為3.33g/cm3，流動(dòng)性最小值為26.30s/50g。對(duì)合金鋼粉而言，當(dāng)采用(3A+2D)且添加量為0.5%時(shí)，松裝密度最大為3.52g/cm3，當(dāng)采用(3B+2D)且添加量為0.6%時(shí)

4、，流動(dòng)性最好，為25.03s/50g。經(jīng)500-700MP壓力壓制后，當(dāng)壓力為700MPa，添加0.5%(1C+1D)這種潤(rùn)滑劑，在130℃壓制得到壓坯密度最高為7.37g/cm3。經(jīng)1200℃燒結(jié)后，仍采用該潤(rùn)滑劑，添加量分別為0.5%和0.6%時(shí)，對(duì)應(yīng)的合金鋼粉和還原鐵粉燒結(jié)體最高密度分別是7.38g/cm3和7.32g/cm3。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)隨著密度的增加，材料的硬度和抗拉強(qiáng)度也是上升的。還原鐵粉和合金鋼粉燒結(jié)體的最大硬度分別為7.3

5、2g/cm3對(duì)應(yīng)的51.6HRB和7.38g/cm3對(duì)應(yīng)的57.8HRB，最大抗拉強(qiáng)度分別為7.32g/cm3對(duì)應(yīng)的218MPa和7.38g/cm3對(duì)應(yīng)的235MPa。最后對(duì)燒結(jié)體的金相組織進(jìn)行了觀察，發(fā)現(xiàn)粉末種類和工藝參數(shù)都對(duì)組織產(chǎn)生了影響，還原鐵粉和合金鋼粉燒結(jié)體組織都是鐵素體，
　　本文還對(duì)溫壓法制備Fe-6.5Si軟磁材料進(jìn)行了研究。首先將Fe-Si合金粉末、潤(rùn)滑劑(1C+1D)、納米氧化鋁和二氧化硅充分混合，然后通過(guò)溫壓

6、成形獲得不同壓制壓力、不同溫度下的成形坯體，經(jīng)不同制度在H2中燒結(jié)后獲得Fe-Si合金燒結(jié)體。文中分析了壓制壓力、壓制溫度和燒結(jié)制度對(duì)坯體性質(zhì)的影響，并對(duì)生坯和燒結(jié)體的顯微組織進(jìn)行了觀察。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，溫壓壓力、溫度和燒結(jié)制度的差異均造成坯體性能的變化。當(dāng)溫壓溫度為150℃，壓制壓力為800MPa時(shí)，生坯密度最大為6.29g/cm3，經(jīng)1275℃燒結(jié)后，燒結(jié)體密度最大為7.22g/cm3，徑向壓潰強(qiáng)度最高為436MPa，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為