温压用铁粉松装密度的优化粒级匹配试验研究
水雾化纯铁粉生产工艺技术研究与实践
水雾化纯铁粉生产工艺技术研究与实践黎 辉（山东鲁银新材料科技有限公司 济南 271105）摘 要：结合生产实际，通过优化配料、熔炼、精炼、雾化以及二次还原等主要流程的工艺参数和技术研究，提高了钢水的纯净度和雾化铁粉的质量，提升了水雾化纯铁粉的化学、物理指标及综合性能。
关键词：水雾化；纯铁粉；工艺参数优化；钢水纯净度；综合性能RESEARCH AND PRACTICE ON PRODUCTION TECHNOLOGY OF WATER ATOMIZED PURE IRONPOWDERLi Hui(Shandong Luyin New Materials Technology Co., Ltd., Jinan 271105, China)Abstract： In combination with the production practice, the purity of molten steel and the quality of atomized iron powder as well as the chemical and physical indexes and comprehensive properties of atomized pure iron powder are improved by optimizing the technological parameters and technical research of major processes such as batching, smelting, refining, atomization and secondary reduction.Key words:water atomization; pure iron powder; optimization of process parameter; purity of molten steel; comprehensive performance作者：黎辉，男，49岁，工程师收稿日期：2020-10-09和技术研究，提高了钢水的纯净度，提升了水雾化纯铁粉的化学、物理指标及综合性能。
3.金属粉末的压制
• • • •
粉末颗粒之间 模冲与模壁之间 粉末颗粒与模冲之间 粉末颗粒与模壁之间
压制方式－密度分布
密度分布示意图
类双向压制
浮动阴模
阴模下拉
压制密度经验曲线
• 在较高密度，密度的进 一步增加需要非常大的 压制载荷/压力的增加。 在可行的压制压力下， 铁粉不可能达到全密度 (7.86g/cm3) 。 海绵铁粉和雾化铁粉因 颗粒结构不同，压制行 为各异。
• 圆柱状试样
外径 高度 重量 25 mm 15 mm 50g
• 125吨压机
不同基粉的生坯密度
D. AE Distaloy AE
7,6 7,5 7,4
7,6 7,5 7,4 7,3 7,2 7,1 7 6,9
550 40 700 50 830 60 1000 70 550 40 80 700 50 830 60 1000 70
内径研磨 成品锥环
烧结
1120 C, 20 分钟, 吸热性气氛
车内径 高频淬火 涂Mo
180 mm Weight 466 g
同步器锥环
温压பைடு நூலகம்成本
加热器系统
阴模加热
上模冲加热
送粉靴加热
实景
• 温压是提高产品密度的有效手段，在北 美，欧洲，日本及台湾得到了广泛应用 ，作为发展成熟的一项成型工艺，在中 国大陆有较大的发展潜力。
生坯密度
Distaloy AE + 0,6% graphite
生坯密度
生坯强度
拉伸强度
冲击能
疲劳强度
密度，7,38 Distaloy AE + 0.8% graphite
金相对比
2P2S Cold, 7,39 g/cc
粉体材料成形理论与技术
物理性能（一）：粉末的颗粒形状
颗粒形状是决定粉末工艺性能(松装密度、流动性等) 的主要因素。粉末生产方法不同，所得粉末的颗粒形 状也不同。 铁粉颗粒形状与生产方法的关系
一般来说，由气态、液态转变成粉末时，粉末颗粒形状容易趋 于球形，由固态转变成粉术时，粉末颗粒形状则趋于不规则形状， 或者经特殊加工后可呈片状。粉末的形状一般用光学显微镜观察。
粉末冶金用金属粉末颗粒的大小可大致按下表分级：
物理性能（二）：粉末粒度与粒度组成
在粉末冶金生产中，通常用标准振动筛进行筛分析以 测定粉末颗粒大小和粒度组成。生产上常用的最细筛 网是325目；目数是指1英寸(25 4mm)长度筛同上的筛 孔数。325目即1英寸长度有325个孔，其筛孔大小为44 ／µm。通过325目筛(小于44µm)的细粉，通常叫做亚筛 析粉。用筛分析不能精确测定粉末颗粒大小，实际上， 筛分析只能测定粉末粒度的范围。如－100目、+150目 则表示这批粉未能通过100目，而不能通过1 50目。 另外，用筛分析测定粉末颗粒大小时，必须注意颗粒 的形状，筛孔与实际颗粒尺寸间的关系。当然，球形 颗粒只能通过比其直径略大的筛孔。等轴状(多角不规 则形)颗粒可能也是这样，但不够精确。
物理性能（二）：粉末粒度与粒度组成
在生产中到底采用什么粒度分布为最好，目前还没有一个定量 的说法，而只能凭经验拟定一个粒度分布大致范围，用幅度较 大的质量百分比来表示粉末粒度组成。根据粉末冶金生产实践， 关于金属粉末的粒度分布，大体可提出以下几点原则： ①从定性方面来说，细粉比粗粉好。因为细粉颗粒间的接触面 积大，烧结件的性能好，但是，粉末越细，烧结收缩越大。 ②应尽量避免全部采用粗粉。因粗粉容易形成大孔隙。一般来 说，当孔隙度相同时，大孔隙是有害的。 ③粗细粉未应搭配使用，装粉时可实现充分的填充，减少孔隙 度，达到合理排列。这样，产品的压坯密度和强度增加，弹性 后效减少。 ④压制大型压坯时，细粉含量不宜过多。细粉含量多时，需要 的单位压制压力增大，同时沿压制方向的密度差增大。 金属粉末粒度组成的测定
粉末冶金技术
一、制粉新技术
对于粉末冶金应用来说,这种无氧粉 末允许使用便宜的合金元素(铬和锰等)
代替镍和铜。镍作为战略性资源，不但
价格昂贵，并且还是一种致癌物, 应尽 量避免使用。这种粉末也很适合于用温 压与热等静压工艺来生产高强度部件。
4
一、制粉新技术
2.烧结硬化粉
为提高烧结钢的力学性能,通常在烧结 后还须进行热处理。为降低生产成本,开发
命性变化,由粉末材料一次制成近终形定子与转子,
从而获得高性能产品,大大降低生产成本。
动磁压制正用于开发高性能粘结钕铁硼磁体与 烧结钐钴磁体。由于动磁压制的粘结钕铁硼磁体密 度高,其磁能积可提高15%-20%。
23
二、粉末冶金成型新技术
动磁压制的亚不变,因而也提高了材料性能。
末冶金制品的可靠性，因此温压技术在汽车制造 机械制造、 武器制造等领域存在着广阔的应用前景。
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二、粉末成型新技术 4.流动温压技术
流动温压技术以温压技术为基础,并结合了金
属注射成形的优点,通过加入适量的微细粉末和 加大润滑剂的含量而大大提高了混合粉末的流动 性、填充能力和成形性, 这一工艺是利用调节粉 末的填充密度与润滑剂含量来提高粉末材料的成
在压制过程中可以流向各个角落而不产生
裂纹。
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二、粉末成型新技术 流动温压工艺主要特点如下: (1)可成形零件的复杂几何形状。国外已利用
常规温压工艺成功制备出了一些形状较复杂的粉
末冶金零件,如汽车传动转矩变换器涡轮毂、连杆 和齿轮类零件等。 (2)密度高、性能均一。流动温压工艺由于松 装密度较高,经温压后的半成品密度可以达到很高
了许多烧结后已硬化、不须再进行热处理的
材料。美国Hoeganaes公司推出了一种烧结
粉末冶金原理一模考题
名词解释露点：在标准大气压下，气氛中水蒸汽开始凝结的温度，是其中水蒸汽与氢分压比的量度。
碳势：某一含碳量的材料在某种气氛中烧结时既不渗碳也不脱碳，以材料中的碳含量表示气氛的碳势。
CIP：冷等静压，借助于高压泵的作用将流体介质压入耐高压钢质密闭容器，高压流体的静压力直接作用于弹性模套内的粉末体，依照帕斯卡原理使粉末体受到各个方向上大致相等的压力作用。
消除了粉末与模套之间的外摩擦。
密度分布均匀，同一密度所需压力较模压降低。
HIP：包套置于一具有发热元件的高压容器内，抽出缸内空气。
压入30—60Mpa 的氩气，加热至100Mpa左右，借助于高温、高压的联合作用使粉末体发生充分致密化，获得全致密、高性能P/M制品。
弹性后效：指压坯脱出模腔后由于内应力的作用尺寸胀大的现象。
合批：相同成分不同粒度的粉末的混合拱桥效应：颗粒间由于摩擦力的作用而相互搭架形成拱桥孔洞的现象内摩擦：粉末颗粒之间的摩擦烧结：烧结是指粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下借助于原子迁移实现颗粒间联结的过程。
液相烧结：烧结温度高于烧结体系低熔组分的熔点或共晶温度的多元系烧结过程，即烧结过程中出现液相的粉末烧结过程统称为液相烧结。
瞬时液相烧结：在烧结中、初期存在液相，后期液相消失。
烧结中初期为液相烧结，后期为固相烧结。
活化烧结：系指能降低烧结活化能，使体系的烧结在较低的温度下以较快的速度进行、烧结体性能得以提高的烧结方法。
溶解-在析出阶段：对于固相在液相中具有一定溶解度的LPS体系由于化学位的差异，化学位高的部位将发生优先溶解并在附近的液相中形成浓度梯度，发生扩散并在化学位低的部位析出。
填空题1．对于存在溶解析出的液相烧结体系，化学位较高的部位是颗粒尖角处与细颗粒，而大颗粒表面和颗粒凹陷处是化学位较低的部分。
2．在粉末压制过程中，通过颗粒的滑动和转动实现粉末颗粒的位移。
3．在熔浸过程中，前期发生固相烧结，而后期发生液相烧结。
4．粉末压坯的强度受控于颗粒之间的结合强度、颗粒之间的接触面积和残余应力的大小。
铁粉标准1
牌号 化学分析％ 工艺物理性能备注总铁不小于杂质量不大于松装密度 流动性 压缩性筛分析％Mn Si C S P 盐酸不溶物 氢损g/cm3 ≯S/50g ≮g/c m3 ＞250um （-60目） ＞180um（-80目）＞150um （-100目） ＞75um（-200目）＞45um （-325目）JFY80.23 98.5 0.40.15 0.07 0.03 0.03 0.4 0.5 2.2-2.4538 6.4 0 ≤3 余 量 5-25国标 JFY80.25 98.5 0.40.15 0.05 0.03 0.03 0.4 0.45 2.45-2.7 35 6.45 0≤3 余 量 5-25 国标 JFY100.25 98.5 0.35 0.10.03 0.02 0.02 0.3 0.3 2.4-2.6 35 6.6 0 ≤5 余量 5-30 国标 JFY100.27 98.5 0.35 0.10.03 0.02 0.02 0.25 0.25 2.6-2.8 30 6.7 0≤5余量 5-30 国标 JFY200 980.35 0.15 0.10.03 0.030.50.5 2-2.8 30 6.7≤5≥32国标JFY40.30 98 0.40.15 0.05 0.02 0.02 0.5 3.0±0.1 32 +40目＜1，-40目-+60目5-20（30），-150目＜＝25（20），其余粒度为余量。
GB 5317-85JFY40.37 98 0.40.15 0.05 0.02 0.02 0.5 3.7±0.1 30 JFY100.25 98.5 0.40.15 0.05 0.02 0.020.52.5±0.136技术要求1、铁粉产品的化学分析应符合表1规定2、铁粉的外观应呈银灰色，其表面不得出现氧化锈迹；粉中不得混有外来夹杂物。
3、在用金相显微镜观察时，铁粉的颗粒形态应呈不规则海绵状。
粉末冶金材料温压工艺的关键技术及其致密化机理探究
的档次和技 术水平 ， 促进我 国粉末冶金 工业的发展 ， 缩短与 国外先进 水平的差距具有非常重要 的现 实意义。
【 关键词 】 粉末金属 ； 温压工 艺； 密机理 ； 致 密实性 ； 变形 ； 塑性 温度应力 ； 流动性
Ｏ 引言
材 料科 学是 当今世 界 的重点学 科之 一 ，发展 高性 能 、 多用 途 的先 进材 料 已被确 定 为许 多 国家 材料 科 学发 展 战 略 目标 中的重点 发展领域 。材料科学 技术 的发展 水平及 规 模， 已成 为衡量 一个 国家科 技进 步 、 综合 国力 的重要标 志 。
２ ６ 科技视界 ｓ Ｎ Ｅ＆Ｔ ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｉ 。 ２ ｌ ｃＥ ｃ Ｅ Ｈ 。 。 Ｙ Ｖｓ Ｎ
Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｓ ｎ ｃ ｃ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｙＶｉ ｏ ｉ
机 械与 电子
科 技 视 界
２１年 ９ ０２ 月第 ２ 期 ５
会对温压压坯的密度产生一定影响。 ２２ 聚合物 ． 聚合物包括粘结 剂和润滑剂 。通常 ， 用于温压 的预制粉
而 粉 末 冶 金 材 料 则 是 材 料 科 学 与 工 程 领 域 的 一 个 重 要 发 展方 向。
提 高 了 ０１— ． ／ｍ 。 ． ０３ ｃ ５ ｇ １ 产 品具 有 高 强度 ． ３
与传统模压工艺相 比。 用温压 制造的零件 的疲劳强度 可
提高 １— ０ 极 限抗拉强度提高 １ ％， ０ ４ ％， ０ 烧结 态极 限抗拉强度 习≥１ Ｇ ａ ． Ｐ 。特别是零件经温压 、 ２ 烧结后进行适度 的复压 ， 其
１ 压 坯 密 度分 布均 匀 ． ５
１１ 能 以较低 的成 本制 造 出高性 能 的铁 基 粉末 冶金 零部 ．
粉末性能测定
（一）金属粉末松装密度的测定—漏斗法本方法仅适用于能自由流过孔径为内2.5mm或5.0mm标准漏斗的粉末。
1.原理粉末从漏斗孔按一定高度自由落下充满杯子。
在松装状态下，以单位体积粉末的质量表示粉末的松装密度。
2.取样至少取100cm3的样品，分成三份，做三次测量。
通常，金属粉末按接受状态进行试验。
在某些情况下，粉末可以进行干燥。
如果粉末容易氧化，干燥应在真空或惰性气氛下进行。
若粉末含有易挥发物质，则不允许干燥。
3.步骤A.待装置调整好后，准备测量。
B.堵住漏斗底部小孔，把足够量的待测粉末倒入孔径为2.5mm的漏斗中。
C.启开漏斗小孔，让粉末自由流过小孔进入杯中，直至完全充满杯子并有粉末溢出为止。
用非磁性的直尺刮平粉末，在操作过程中要严禁压缩粉末和振动杯子。
D.如果粉末不能流过该漏斗，换用孔径为5.0mm的漏斗。
如果换用孔径为5.0mm的漏斗，粉末仍不能流过时，允许用1mm金属丝从漏斗上部捅一次，使粉末流动，但金属丝不得进入杯子。
E.粉末刮平后，轻敲杯子，使其振实一些，以免挪动过程中粉末从杯中撒出。
再将杯子外部的粉末清理干净，保证杯子外部不沾有粉末。
F.称量杯内粉末质量，精确到0.05g。
4.数据处理粉末质量与体积之比为松装密度，其计算公式如下：ρ=m/V Ρ—松装密度，g/cm3；m—粉末试样质量，g ；V—杯子容积，cm3；取三次测量结果的算术平均值报出最终结果，报告数据精确到0.01g/cm3。
当三次测量结果之间的差值超过平均值的1%时，要报出最高和最低值。
（二）金属粉末粒度组成的测定—干筛分法本方法适用于干的、不含润滑剂的金属粉末；不适用于明显不等轴的金属粉末及颗粒尺寸全部或大部分小于45μm的金属粉末。
1.原理利用按照筛孔尺寸依次组合的一套试验筛，借助震动把金属粉末筛分成不同的筛分粒级。
称量每个筛上和底牌上的粉末量，计算出每个筛分粒级的百分含量，从而得出粉末的粒度组成。
2.取样当金属粉末松装密度大于1.5g/cm3时，称取样品100g，当松装密度小于1.5g/cm3时，称取样品50g。
添加铁粉制备低密度中强度陶粒支撑剂及性能研究
添加铁粉制备低密度中强度陶粒支撑剂及性能研究刘挺;王菊侠;曹义平;庞锐;赵爽;王超【摘要】低密度中强度陶粒支撑剂的开发,既可以提高低渗透油气藏的开发效率又能显著降低油气开采成本.以Al2O3含量为63％的二级铝矾土为主要原料,以铁粉取代部分锰矿粉制备了低密度中强度陶粒支撑剂.结果表明:添加铁粉2％,锰矿粉3％、白云石1％时,在1 350℃下煅烧1h,有利于陶粒支撑剂中生成均匀分布的直径为0.3～1.0 μm棒状莫来石晶相,棒状莫来石起到纤维增韧作用,提高支撑剂的强度,使其在52 MPa的闭合压力下破碎率为5.29％,体积密度为1.63 g/cm3.随着铁粉添加量的增加,基体中液相大量增加,晶粒生长速度过快未能有效排除气孔,导致大量气孔包在晶粒之间,容易构成应力集中点而形成裂纹源,降低了支撑剂的密度和强度.%Light-weight middle-strength ceramisite proppant is beneficial to the improvement of productivity of low-permeability oil and gas reservoir,and is able to reduce the cost of oil and gas production significantly.The light-weight middle-strength ceramisite proppant was prepared from bauxite(63 wt％ Al2O3) by adding manganese mineral,part of that was replace by iron powder.The results show that strength of ceramisite proppant was improved by rod-like mullite with the diameter of 0.3 ～1.0μm,which playa remarkable role in the increment of fracture toughness,when iron powder content is 3 wt％,and manganese mineral content is 2 wt％,and dolomite content is 1 wt％and sintering at 1 350 ℃ for 1 h.The breakage ratio is 5.29％ and bulk density was 1.63 g/cm3 under 52 MPa closure pressure.In addition,as the iron powder increase,he liquid phase increase in the matrix,many intergranular closed pores were formed as a result of thegrain growth which was too speedy to eliminate pores.It is easy to form the crack source and reduce the density and strength of ceramisite proppant.【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】5页(P30-34)【关键词】陶粒支撑剂;低密度;中强度;铁粉;锰矿【作者】刘挺;王菊侠;曹义平;庞锐;赵爽;王超【作者单位】陕西省石油化工研究设计院西安 710048;陕西省石油化工研究设计院西安 710048;陕西省石油化工研究设计院西安 710048;陕西省石油化工研究设计院西安 710048;陕西省石油化工研究设计院西安 710048;陕西省石油化工研究设计院西安 710048【正文语种】中文【中图分类】TB383陶粒支撑剂以其优异的强度及导流性能在国内油气田开采中得到广泛的应用,尤其在低渗透油气田的开发中发挥着关键作用,不仅可提高油气田的产量,还可延长油气田的使用寿命。
材料工程基础讲稿35
在压制过程中，随着压力↑→粉体密度↑→气孔率↓。 对压力与密度或气孔率的关系进行了大量研究：压力与 相对密度之间推导出定量的数学公式。 黄培云压制理论方程： (d m d0 )d (2-3) m lg ln lg p lg M (d m d )d0
式中：dm--致密金属密度；do--压坯原始密度；d--压坯密度； p--压制压力；M--相当于压制模数；m--相当于硬化指数的倒数。
松装密度↑→压缩比↓，有利于成形工艺的控制。 流动速率对成形的影响：当颗粒尺寸小于44μm时，颗 粒几乎不流动，难以成形。与松装密度相似，球形颗粒流 动性↑↑；流动速率随表面粗糙度↑→↓。 2） 粉末在压力下的运动行为 松散粉末的模压或等静压过程可分为三个阶段： 1）粉末颗粒发生重排，架桥现象被部分消除，颗粒间 接触增加； 2）颗粒发生弹塑性变形，塑性变形的大小取决于粉末 材料的延性。坯体密度与粉末的压缩性能有关。 3）颗粒断裂。在压制过程中产生加工硬化—脆化粉 体，随着施加压力↑→脆性断裂→较小的碎块。 实际上，这三个阶段是相互交叉发生的。
特点：适合批量生产，成本低，成品尺寸可控、一般不 必再修整，易于制作不规则表面、孔道等复杂形状制品。 但存在脱脂时间长，浇口封凝后内部不均匀性等。 通过在注射喷嘴与模具的浇口之间联接一个振动频率可 调的活塞来解决。
第三章 粉末烧结 粉末成形后，粉末颗粒之间多数为机械咬合，强度↓，粉末颗粒 表面能的驱动力↑→借助高温激活粉末中原子、离子等的运动和迁 移→粉末颗粒间增加粘结面，降低表面能，形成稳定的、所需强度 的块体材料(制品与坯锭)——陶瓷、金属粉末冶金中的高温烧结技 术。 1、烧结原理 烧结：在高温作用下，坯体发生一系列物理化学变化，由松散 状态逐渐致密化→机械强度↑的过程。 烧结中的物理化学变化: 有机物的挥发、坯体内应力的消除、气孔率的减少； 在烧结气氛作用下粉末颗粒表面氧化物的还原、原子的扩散、粘 性流动和塑性流动； 烧结后期还可能出现二次再结晶过程和晶粒长大等； 生成液相时，还可能发生固相的溶解与析出。根据烧结过程中有 无液相产生，可以将烧结分为固相烧结和液相烧结。
温压用铁粉松装密度的优化粒级匹配试验研究
Ａ ｉ ｈ ａ ｐ ｒ ｎ ｅ ｓｔ ｆ ｗｄ ｒ ｓ ｐ ｉ ｚ ｄ ｕ ｉ ｇｏ ｔ ｏ ｏ ａ ｘ ｅ ｉｎ ｎ ｓｆ ｗａ ｉ ｔ ｑ ａ ｏ ｔ ａ ｈｇ ｐ ａ ｅ ｔｄ ｎ ｉｙｏ ｏ ｐ ｅ ｓＨ１ｗａ ｔ ｏ ｍｉｅ ｓ ｒ ｈ ｇ ｎ ｌ ｐ ｒｍｅ ｔａ ｄ ｉ ｌ ｂ ｌ ｙ ｉ ｅ ｕ ｌ ｔ ｎ ｅ ｔ ｏ ｉ ｓ ｔ ｈ
５ ０ 和 ８．９％ 。 ． ３％ ９
关 键 词 ： 压 粉 末 ；松 装 密 度 ；颗 粒 级 配 ；正交 试 验 法 温
Ｏｐｔｍ ｉ ａ ｉ ｎ ｏ ｒ ｉ ｌ ｉ ｅ ｄｉｔ ｉ ｕ ｉ ｎ ｆ ｒ ｉ ｐｒ ｖ ｎ ｐ ｒ ｎｔ ｉ ｚ ｔｏ ｆ ｐａ ｔｃ ｅ ｓ ｚ ｓ ｒ ｂ ｔｏ ｏ ｍ ｏ ｉ ｇ ａ ｐａ ｅ
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第２ ４卷 第 ５期
２０ ０ ６年 １ ０月
粉 末冶 金技 术
Ｐｏ ｅ ｅａ ｌ ｇ ｃ ｏｌｇ ｗｄ ｒ Ｍ ｔ ｌｕｒ ｙ Ｔｅ ｈｎ ｏ ｙ
ＶＯ１２４．ＮＯ． ． ５ ０ｃ ． ０６ ｔ ２０
温 压用 铁 粉 松装 密 度 的优 化 粒 级 匹配 试 验 研究 ＊
ｏｆｉ ｐ ｒｅ ｗｄｅ ｓＷ ｌ， ｗｈ ｌ ｔ ｐｐ ｒ ｎ ｅ ｉｙ ｉ ｇｈ ｒ ｔ ａ ｌ ａ ｏ ｅ ｔｃ ｐ ｗｄｅ ｓＮ １ ｙ ５． ３ ｐ ｒ ｅ ｍ ｏ ｔｄ ｐ ｏ ｒ ｉｅ ｉｓａ ａ ｅ ｔｄ ｎｓｔ ｓｈｉ ｅ ｈ ｎ Ｗ ｎｄ ｄ ｍ ｓ ｉ ｏ ｒ ｂ ０ ｅ ｃ ｎｔ ａ ｄ ８． ９ ｐ ｒ ｅ ｅ ｐ ｃ ｉｅｙ． ｎ ９ ｅ ｃ ｎｔｒ ｅ ｔｖ ｌ ｓ Ｋ ｅ ｒ ｓ：ｗ ａｍ ｏ ｐ ｃ ｉｎ ｐ ｗｄｅ ｙ ｗｏ ｄ ｒ ｃ ｍ ａ ｔｏ ｏ ｒ；ａ ａ ｅ ｎｓｔ ｐｐ ｒ ｎｔｄｅ ｉｙ；ｐ ｒｉｌ ｉｅ ｄｓ ｒｂｕ ｉｎ；ｏｒｈ ｇ ａ ｘｐ ｒｍ ｅ ｔ ａ ｔｃｅ ｓｚ ｉｔｉ ｔｏ ｔ ｏ ｏｎ ｌｅ ｅ ｉ ｎ
粉末冶金的优缺点及其技术
粉末冶金的优缺点及其技术粉末冶金工艺的优点：1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。
2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本。
用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有1-5%，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80%。
3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不怕氧化，也不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。
4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。
5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是齿轮等加工费用高的产品，用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。
粉末冶金工艺的基本工序是：1、原料粉末的制备。
现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。
而机械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。
其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。
2、粉末成型为所需形状的坯块。
成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。
成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。
加压成型中应用最多的是模压成型。
3、坯块的烧结。
烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。
成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。
烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。
对于单元系和多元系的固相烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低；对于多元系的液相烧结，烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低，而高于易熔成分的熔点。
除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。
4、产品的后序处理。
烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。
如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。
此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。
铁粉标准1
牌号 化学分析％ 工艺物理性能备注总铁不小于杂质量不大于松装密度 流动性压缩性筛分析％Mn Si C S P 盐酸不溶物 氢损 g/cm3≯S/50g ≮g/c m3 ＞250um （-60目） ＞180u m （-80目） ＞150um（-100目） ＞75um（-200目）＞45um （-325目）JFY80.23 98.5 0.4 0.15 0.07 0.03 0.03 0.4 0.5 2.2-2.45 38 6.4 0 ≤3 余 量 5-25国标 JFY80.25 98.5 0.4 0.15 0.05 0.03 0.03 0.4 0.45 2.45-2.7 35 6.45 0≤3 余 量 5-25 国标 JFY100.25 98.5 0.35 0.1 0.03 0.02 0.02 0.3 0.3 2.4-2.6 35 6.6 0 ≤5 余量 5-30 国标 JFY100.27 98.5 0.35 0.1 0.03 0.02 0.02 0.25 0.25 2.6-2.8 30 6.7 0≤5余量 5-30 国标 JFY200 98 0.35 0.15 0.1 0.03 0.03 0.50.5 2-2.8 30 6.7≤5≥32国标 JFY40.30 98 0.4 0.15 0.05 0.02 0.02 0.5 3.0±0.1 32 +40目＜1，-40目-+60目5-20（30），-150目＜＝25（20），其余粒度为余量。
GB5317-85JFY40.3798 0.4 0.15 0.05 0.02 0.02 0.53.7±0.130JFY100.25 98.5 0.4 0.15 0.05 0.02 0.02 0.5 2.5±0.1 36 技术要求1、铁粉产品的化学分析应符合表1规定2、铁粉的外观应呈银灰色，其表面不得出现氧化锈迹；粉中不得混有外来夹杂物。
3、在用金相显微镜观察时，铁粉的颗粒形态应呈不规则海绵状。
粉末冶金的优缺点及其技术
粉末冶金的优缺点及其技术粉末冶金工艺的优点：1、绝大多数难熔金属及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法来制造。
2、由于粉末冶金方法能压制成最终尺寸的压坯，而不需要或很少需要随后的机械加工，故能大大节约金属，降低产品成本。
用粉末冶金方法制造产品时，金属的损耗只有1-5%，而用一般熔铸方法生产时，金属的损耗可能会达到80%。
3、由于粉末冶金工艺在材料生产过程中并不熔化材料，也就不怕混入由坩埚和脱氧剂等带来的杂质，而烧结一般在真空和还原气氛中进行，不怕氧化，也不会给材料任何污染，故有可能制取高纯度的材料。
4、粉末冶金法能保证材料成分配比的正确性和均匀性。
5、粉末冶金适宜于生产同一形状而数量多的产品，特别是齿轮等加工费用高的产品，用粉末冶金法制造能大大降低生产成本。
粉末冶金工艺的基本工序是：1、原料粉末的制备。
现有的制粉方法大体可分为两类：机械法和物理化学法。
而机械法可分为：机械粉碎及雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、还原法、化合法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。
其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。
2、粉末成型为所需形状的坯块。
成型的目的是制得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。
成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。
加压成型中应用最多的是模压成型。
3、坯块的烧结。
烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。
成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理机械性能。
烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。
对于单元系和多元系的固相烧结，烧结温度比所用的金属及合金的熔点低；对于多元系的液相烧结，烧结温度一般比其中难熔成分的熔点低，而高于易熔成分的熔点。
除普通烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法等特殊的烧结工艺。
4、产品的后序处理。
烧结后的处理，可以根据产品要求的不同，采取多种方式。
如精整、浸油、机加工、热处理及电镀。
此外，近年来一些新工艺如轧制、锻造也应用于粉末冶金材料烧结后的加工，取得较理想的效果。
铁基粉末的流动温压行为
的优势 ， 而且还 具有粉末 注射 成形技术 的优 点 ， 著 显
提高 了粉末 的充 型 能力 ， 克 服 了传 统 常温 压 制 在 既 成形复 杂几何形 状零件 方 面的不 足和致密 度偏低 的 问题 ， 避免 了注射成形 技术 的高成本 问题 ， 又 是一项 极 具应用 前 景 的新 技 术 ． 如何 在 金 属 粉 末轴 向 压制成形 过程产 生 较大 的径 向压 力 ， 而利 用 粉末 从
形 压 力 ６０～ ０ Ｍ ａ下具有 比常温 压制更 高的侧压 系数 ， ０ ７０ Ｐ 即在相 同位 置 处具有 更 高的侧
压 力和致 密度 ； 以聚 乙二 醇 （ Ｅ 作 为铁 粉 的粘 结剂 时， Ｐ Ｇ） 最佳 压 制 温 度 、 制 速 度 分 别 压
为 ６ ℃ 、４ ｍｍ ｍｉ， 宜的 Ｐ Ｇ含 量为 ２ ～３ ； ２ ２０ ／ ｎ 适 Ｅ ％ ％ 在流 动温压 条件下 ， 粘结 剂将金 属粉 末 包覆 并粘结在 一起 ， 改善 了金 属粉 末的填 充 能力 ， 并提 高 了润 滑膜 的承载 能 力 ， 而 改 从 善 了粉 末的压 力传递 效果 ， 成形形状 较 为复杂且具 有较 高致 密度 的粉 末冶金零 件． 可
关键词 ： 流动温压； 铁基粉末； 乙 聚 二醇； 致密化
中图 分类号 ： Ｆ ２ ． Ｔ ４３ １ ｄｉ１．９９ ｊｉ ｎ １０ －６Ｘ．００ １．０ ｏ：０３６／． ｓ．００５５ ２ １．２０５ ｓ
粉 末冶金 是一项 集材料制 备与零 件成形 于一体
的节 能 、 节材 、 高效 、 终 成 形 、 （ ） 染 的 先 进 近 少 无 污 制造 技术 ， 材料制 备 和 零件 制 造 中具 有不 可 替代 在 的地位 和作用 ． 致密 度 对 粉末 冶金 材 料 是至 关 重要 的， 它对 粉末 冶金材料 的力学 性能影 响显著 ， 以较低
论金属材料及冶金温压技术
科
技 术广 场 ｆｆｆ
论 金属材料 及 冶金温压 技术
汪 洋
（ 尔滨汽轮机厂有限责任公 司仓储 中心 ， 哈 黑龙 江 哈 尔滨 １００ ） ５０ ０
摘 要： 从金属材料发展历史、 分类角度 ， 全面介绍 了推动金 属材料发展的冶金温压技 术的现状。 关键词 ： 金属材料 ； 冶金 ； 温压
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
１金属材料 的发展历史 金等 ； 按合金用 途则 可分 ： 变形 （ 压力加 工用合 大小和烧 结工艺等 因素进行综合考虑。 、 轴承合金、 印刷合金 、 硬质合金 、 ３２２铁粉 。 ．． 金属 材料发展 的历 史从生 产力 的侧 面反 金 ）铸造合金 、 映了人类杜会发展 的文明史 ， 因此， 历史学家往 焊料、 中间合金 、 金属粉末等。 经 过从化学 成分 ， 度组成 ， 粒 颗粒形 貌等 往根据当时有代表性的材料将人类社会划分为 ３粉末冶金温压技术 的发展 分析和实验 工作 ，确认了适 合于温压的铁粉的 石器时代、 青铜器时代和铁器 时代等 。 人们在大 温 压技术 的实施 和实 现产业 化取决 于两 基本特性 ， ： ｏ 量＜ ＇％， Ｃ量＜ ．０ ％， 即 含 ２ ｏ１ 含 Ｏ０ ６ 量地烧制陶瓷的实践中 ， 熟练地掌握了高温加 个系统工程的成功实 施：即开拓市场需求 的系 含 Ｎ 量 ＜ ． ３ 松装 密度 ３０ ３２ 『 ： ０ ０ ％， ０ ．－ ． ｃ ｍ 然而 ， 工技术 ， 利用这种技术来烧炼矿石 ， 逐渐冶炼出 统工程和技术系统工程 的合理操作。企业对发 作 为温压用粉的内在质量是非常重要的 ，因为 铜及其合金青铜 ，这是人类社会最早出现的金 展 的迫切需求是温压技术诞生的原动力 ，可以 它是在 已有的粉末压缩性上 ， 再提高一定的量。 说， 没有企业 对发展 （ 包括技术 与产品 ） 质上 为了获得高质量的国产水雾化温压粉 ， 实 首先 ， 在 属材料。 就没有温压技术 的诞生。与此同时， 我 确保低的含 ｏ 量和含 ｃ量的前提下 ， ２ 大幅度降 第 二次世界 大战后 ，各 国致力 于恢复经 的需求 ， 济、 发展工农业生产 ， 材料提出质量小 、 对 强度 们也应看到 ， 技术 系统工程才是推动整个 产业 低含 Ｎ 量 。其次 ， ： 要降低粉末中的非金属夹杂 进 调整粒度组 高、 价格低等一系列新 的要求。 具有优异性 能的 向前发展的保证 。下 面对这方面的发展作 以详 物 。 而通过改变和优化雾化 条件 ， 成 和颗粒形状 ，以利于粉末在压制过程 中的颗 工程塑料部分地代 替了金属材料 ， 合成纤维 、 合 细介绍。 成橡胶 、涂料和胶黏剂等都得到相应 的发展和 改进的“ 设计一 温压一 烧结一 后处理 ” 过程 粒重排。 全 ３２３润滑剂 。 ．． 润滑剂是一种复合的酰胺基 应 用。合成高分子材料的问世是材料发展 中的 工艺系统 ： 重 大突破 ， 从此 ， 以金属材料 、 陶瓷材 料和合成 ３１ 计 环 节 ．设 蜡， 有一个 Ｉｏ ２Ｏ ５ ＿ ５ ℃的熔化温度区间。低熔点 起 高分子材料为主体 ， 建立了完整的材料体系 ， 形 通过建立 温压生坯 密度 预测方程 和引入 的单酰胺在 温压温度下熔化 ， 液体润滑作用 ， 建立 了零件的几何尺寸 ， 特别是 二酰胺和聚酰胺有较高的熔 点 ，可起固体润滑 成 了材料科学。金属材料在—个 国家的国 民经 温压侧 压系数 ， 对温压效果的影 响。 大的高径 比 剂作用。 济 中占有举足轻重 的位置 ，因为金属材料 的资 高径 比的不 同， ３． ．４模具 。实践表明， ２ 模具 的设计并不神 源 比较丰富 ，已积累有一 整套相当成熟的生产 的零件并不适用于温压工艺 ，在相同的温压制 大 高速钢为材质 ， 在小 型批 技术 ，有组织大规模生产 的经验 ，产品质量稳 度下 ， 的高径 比零件的生坯密度低于小 的高 秘。模具材料可 以 Ｍ 量生产中 ，采用 内镶硬质合金模具 以适应 温压 定， 价格低廉、 性能优异。 此外 ， 金属材料 自身还 径 比， 温压失去有效性 。 从零 件 的高径 比对 温压有效 性 的影 响来 环境。另外 ， 关键 的是实现 自动模具结构 ， 可保 在不断发展 ， 统的钢铁 工业在冶炼 、 传 浇铸 、 加 对不 同高度的制品 ， 温压后零件截面的密度 证操作的安全性和简易性 。 工和热处理等方面不断出现新工艺 。新型的金 看 ， 因此在设计零件工艺时 ， ３３ 结 环 节 ．烧 属材料如高温合金 、 形状记忆 合金 、 储氢合金 、 分布可能更加不均匀。 还要考虑模具的温度分 当生坯密度大 于 ７ ｇ ， 用保留式温 ．， ２ｃ 采 永磁合金 、 非晶态合金相继 问世 ， 大大扩展 了金 除了考虑补偿装粉外 ， 布。 压方式 压制时会有相当多的润滑剂被挤入封闭 属材料的应用范围。 孔洞之 中。烧结时不能简单 的采用通常的一次 近一二十年来 ， 金属材料的发展受到 了巨 ３２温 压 环节 ． 已经研究的温压工艺的影响 因素包 括 ： 润 推杆炉一次烧结 ， 必须采 用低温预烧 ， 将润滑剂 大的压力 ， 这种压力来 自 外部和 内部两个 方面。 Ｏ Ｈ ，： 就外部来讲 ，材料领域从金属材料的一统天下 滑剂和粘结剂的加入对铁粉流动性 和松装 密度 在此温度下分解 出的 Ｃ ， Ｎ 排除 。实 践表 真空预烧可 以较充 分地排除润滑剂 ， 在氢气 转变为金属 、 陶瓷、 高分子材料三足鼎立 的新格 的影响 ； 温压压制过程润滑剂的优选 ； 粉特性 明 ， 铁 不低温预烧 ， 将使最终烧结密度低 局。 从内部来讲主要是能源 、 资源和环境三个方 对温压生坯 密度的影 响，压制参数对铁粉 温压 中预烧次之 。 温压一 烧结工艺就整体 面。这些问题对金属材料今后的发展 提出了有 致密化的过程的影 响；温压过程致 密化机 理探 于温压压制 的生坯 密度 。 效果看并不能提供 密度产 品。采用排出式温压 力 的挑战。 讨， 详述如下： 应对措施 ， 一是对 已有的金 属材料要最大 ３ ． 温压温度 。没有一成不变 的温压 温 可 以简化烧结工艺 ，但排 出式温压工艺的应用 ．１ ２ 也就是说最佳温压温度（ 包括粉末温度 和模 对所生产零件的形状 和模具设计有较苛刻 的要 限度地提高它的质量 ， 挖掘它的潜力 ， 使其产生 度 ， 的制定 ， 必须根据零件的几何尺寸来调 求 。 最大效益。 近些 年来 ， 金属材料的制造技术有非 具温度 ） ３４后处 理 环节 ． 加拿大 Ｑ Ｐ 司的经验是同一种材质装粉 Ｍ 公 常迅速 的进 步， 进的冶炼技术 、 先 精炼技术 、 铸 整。 ． ｒ 最佳 粉末温度为 １０ ， 粉 高 ０ａ ４￣ 装 Ｃ 后处理限指热处理和表面强化处理 。为了 造技术、 连铸连轧技术、 成型加工技术 和热处理 高度 为 １ ｅ ， 烧结钢零件的强度指标 ， 验 试 ．ｒ ５ａ ．ｒ ８ａ 最佳 粉末温度分别 降 进一步提高温压一 技术在不断提高 ， 微量杂质的技术 、 微量元素 的 度为 ２ ｅ 和 ３ ｅ 时 ， ０ ￣和 Ｏ 合金化技术有所创新。二是 开拓金属材料的新 到 １０Ｃ ９ ℃左右 。北京科 技大学在理论上 了在残余孔洞周围形成 了贝 氏体 ，基体形 成马 ｅ Ｍｏ Ｎ － ｕ Ｃ系 ， 建立了一个温 压压制压力 、 零 氏体的可能性。研究表 明 Ｆ — — ｉＣ － 功能 ， 应更高的使用要 求。超高强度钢 、 以适 超 初步进行 了分析 ， 件几何尺寸 和最佳 温压温度之间 的因果 关系 ， 适 当改变加入石墨的方式 ，完全可以实现 烧结 低碳 不锈钢等新的合金钢 和新 的有色合金应运 在 线等温 处理 ， 生产 出密度 大于 ７３ ／ ’ 留 ．ｇｅ ， ａ ｒ残 为制定温压工艺提供 了一个 量的预测方法 。 而生。三是加强废旧金属的回收和再利用。 就粉末 温度 和模具 温度 的高低 而言 ， 国 孔洞周 围形成缺 口不敏感性 的下贝 氏体组织 ， 我 ２金属材料的分类 ２０ Ｐ。 强调了两种不 同的温压制度 的应用 ：即保 留式 热处理后抗拉强度大 于 １０ Ｍ ａ 金属材料 的基本元素是金属 。笼统地说 ， 这里提到的表层强化处理的概念是 ， 过 通 金属材料具有高强度 、优 良的塑 性和韧性 ， 耐 温压和排 出式温压。这两种不 同的温压制度影 液相烧结 和强 化烧结） 在温压烧结 钢 热、 耐寒 ， 可铸造 、 锻造 、 冲压和焊接 ， 还有 良好 响着 而后 的烧结制度的选择 。保 留式温压在模 强化烧结（ 的导 电性 、 导热性 和铁磁性 ， 因此是一切工业 和 具温度低于润滑剂的熔 点范 围。润滑剂在温压 零件表层形成 一定深度的全致密组 织，为大幅 过后仍有相 当～部分保留在压坯之 内；排 出式 度提高制
铁红制取还原铁粉试验
铁红制取还原铁粉试验沈进杰;孙炳泉;高春庆;吴霞;骆洪振【摘要】为考察将铁品位68.08％的铁红制备成高附加值的粉末冶金用还原铁粉的可行性,在对铁红进行性质分析的基础上,采用氧化焙烧—筛分—氢气还原—解碎—筛分工艺进行试验.结果表明:铁红主要成分为Fe2O3,主要杂质SiO2含量为0.20％,MnO含量为0.17％,Cl含量为0.447％,盐酸不溶物为0.24％;铁红中石英杂质含量少,粒度细,部分与铁颗粒形成固溶体;在焙烧温度850℃,焙烧时间2.5 h条件下氧化焙烧,焙烧产品在氢气还原粒度-150μm,还原温度950℃,还原时间90 min,氢气流量2.0 L/min,还原产物筛分筛孔尺寸为0.050 mm条件下,最终获得还原铁粉产率40.59％、铁品位98.59％、回收率58.78％的指标.还原产品的物理、化学及工艺性能指标达到粉末冶金用还原铁粉企业标准之DTFHY300牌号的要求.【期刊名称】《金属矿山》【年(卷),期】2019(000)006【总页数】5页(P204-208)【关键词】铁红;氧化焙烧;还原铁粉【作者】沈进杰;孙炳泉;高春庆;吴霞;骆洪振【作者单位】中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司,安徽马鞍山243000;华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司,安徽马鞍山243000;中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司,安徽马鞍山243000;华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司,安徽马鞍山243000;中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司,安徽马鞍山243000;华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司,安徽马鞍山243000;中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司,安徽马鞍山243000;华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司,安徽马鞍山243000;中钢集团马鞍山矿山研究院有限公司,安徽马鞍山243000;华唯金属矿产资源高效循环利用国家工程研究中心有限公司,安徽马鞍山243000【正文语种】中文【中图分类】TF123粉末冶金作为绿色、高效、低碳、可持续性制造技术已广泛应用于制备高性能材料和机械零件[1]。
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［ ］ " 。 自润滑性； 可制成具有特殊性能的材料与制品
随着铁粉质量的改善、 铁粉品种的扩大， 以及铁 粉应用于粉末冶金工业方面的诸多优点， 汽车制造 企业尽可能多地采用粉末冶金 （U 零部件以提高 6） 汽车特别是轿车在市场中的竞争能力。而密度是左 右粉末冶金零部件在轿车上应用水平和应用范围的
［ ］ & 。因此， 必须提高密度以获得力学性能 关键因素
第& %卷第!期 & # # $年 " #月
粉末冶金技术
B ( 6 0 . +: . # ’ 2 + . , 8 ) ( ( 4 5C 4 5
， V 3 4 + & % * 3 + ! W 1 ? + & # # $
温压用铁粉松装密度的优化 粒级匹配试验研究 !
陈维平!! 麦明仁 屈盛官 夏伟 李元元
铁粉作为粉末冶金工业的基础原料， 在制造粉 末冶金机械零件等方面的应用越来越广泛。用铁粉 制造机械零件具有省材、 省时， 易于自动化， 容易组 织大量生产和建立好的劳动环境等特点。另外， 具 有许多其它方法不可替代的优点， 如可将几个零件 一体化设计、 制造； 大量生产时重复性好； 零件表面 光洁度高； 可制造形状复杂的零件； 制造的零件具有
! ’ :
［ ］ ! 优异的粉末冶;年 % &月
中、 小） 的粉体占总体粉末的比例分别达到 . , 8 , 0 和. 比例相差 不 大。不 同 的 是， ! 8 % 0， ) %粉中" : % 1 的粉体所占的质量分数比 % 粉中 " : % 1粉 # # 体的 质 量 分 数 约 大 . 而 ) 8 ( 0， % 粉 中 "% ’ ,! % & , 1 粉体的质量分数则比 % 粉约小 , 8 ; 0。还 # 可看出， 粒径! % ’ , 1、 " * ; ! * & 1 和 ", ,!: , 1 # # # 三种粉体之和所占的总质量分数分别为 % % 8 ( 0和 使得其中六种粒级粉体之和所占总质量分 % % 8 ! 0， 数分别为( * 8 : 0和( : 8 : 0。从 ) %粉和 %粉的松 装密度来看， 每次试验结果 ) % 粉总比 % 粉大约 ! ／ & 8 % ’ < 1 。初步对比试验表明， ) % 粉的粒度分布 9 比因此选择 ) % 粉更加合理， % 粉进行研究。以 下粉体流动性及松装密度试验均以 ) %粉筛分出来 的粉体为原料。 ! # $ 粉体流动性 在自动压制的情况下， 压机的生产效率决定于 粉末装填模腔的速度， 大批量生产要求粉末能快速、 均匀、 始终如一地充填模腔， 因此粉末具有良好的流
对比表%结果可以看出， ) %粉与 % 粉中粒径 为 "% 分别为 ’ ,!% & , 1 的 粉 体 所 占 比 例 最 大， # 另 外， 粒 径 为 "; : * 8 . 0和 , ! 8 : 0； !!, , 1 和" # : % 1 的两种粒级粉体所占的质量分数也比较大， # 其和分别为 ! 这样三种粒级 （大、 * 8 * 0和’ ( 8 * 0，
（华南理工大学机械工程学院， 广州 ! ） " # $ % # 摘 要： 为提高温压用铁粉的流动性和松装密度， 对典型粉末的粒度分布、 流动性和松装密度进行了试验研
究。结果表明， 随温度的升高单一粒径粉体的流动性和松装密度均变差， 而多粒级匹配粉末在 " & # ’ 内基本 保持不变， 且粉体粒度分布对粉末的流动性和松装密度影响较大。通过正交试验优化了粉末的粒级匹配， 获 得了高松装密度的 ( 其流动性与国外粉 ) 而松装密度比国外粉 ) "粉末， "相当， "和国内粉 * " 分别提高了 ! + # , -和. + / / -。 关键词：温压粉末；松装密度；颗粒级配；正交试验法
［ ］ : 动性是粉末冶金工艺的最基本要求 。而不同粒
通常在同样压制条件下， 粉末的松装密度越高， 则获得的零件密度也越高。本文通过对国内外典型 雾化铁粉粉体特性的研究， 优选出具有较高松装密 度和流动性好的较佳粒级匹配的粉末。
! 铁粉特性测试与分析
以国外赫格纳斯 （中国） 有限公司生产的温压用 水雾化铁粉 （牌号为 " ・ ， 记为： ） 和国内 # $ % & & ’ ( ) % 鞍钢厂生产的水雾化铁粉 （牌号为 * ／ ・ ， 记 + , ’ & & ! & 为： ） 为原材料， 对粉体的粒径等特性进行测试， % 以寻找实际孔隙度小、 松装密度大和流动性好的具 有较佳粒级匹配关系的铁粉。 ! " ! 典型铁粉的粒度分布 粉末粒度的测定结果是粉末冶金生产中检验粉 末质量及调节和控制工艺过程的重要依据。在环境 温度为 ’ 相对湿度为 , 采用 .!! & /、 & 0 的条件下， 筛分法对典型的国外铁粉 ) % 和国内铁粉 % 两种 粉末进行筛分试验， 结果如表 % 所示。试验用标准 检验筛， 直径为 ’ 筛分时间为 % ； 试验用 & & 1 1； , 1 2 3 称量用 6 4 5+" ’ ’ & 型分样电动震筛机； 7+% & &架 。 盘药物天平， 精度为& 8 % 9
径的粉末其流动性有显著的差异。图%是在环境温 度为’ 相对湿度为 , 用流动 .!! & /、 & 0 的条件下， 性测量仪测量的不同温度下不同粒径的粉末流动 性， 图中数据为三次试验数据的平均值。
图% 温度对纯铁粉流动性的影响
由图%可以看出， 在试验温度范围内， 除粒径" 其他各种粒径的粉体基本上随 : % 1 的细粉末外， # 着温度的升高其流动性略微变差， 但最大差值不超 过% ／ 。其主要原因是， 随温度的升高粉末颗 8 . = , & 9 粒间的粘附力增大， 使粉末颗粒间摩擦系数增大而 导致流动性略微变差。还可看出， ) % 粉末的流动 性比各单一粒径粉体的流动性好， 即每 , & 9 粉末流 过测量仪小孔的时间最短， 且粒径越大的粉体流动
（ ） ；国家杰出青年科学基金项目 （ ） ! 国家自然科学基金重点项目 ! # " , ! # & # ! # , & ! ! " $ （ ， 教授， 博士生导师。; ： !!陈维平 " / ! / R） S J 8 : 4 J 7 2 4 : ! C 1 > ? + 7 I > + 1 9 T 收稿日期： & # # % R " & R & .
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表% 国内外两种粉末的筛分试验结果
颗粒直径 ／ 1 # ! % ’ , " % ’ , ! % & , " % & , ! ( * " ( * ! * ; " * ; ! * & " * & ! ; ! " ; ! ! , , " , , ! : , " : , ! : % " : % 总量 试样量 损失量 ／ 9 ’ 8 . : * 8 : 痕量 痕量 ; 8 : % 8 * % * 8 ! ’ 8 ; & 8 ( ’ & 8 % ( ( 8 ’ % & & 8 & & 8 . 筛分量 ) %粉 ／ 0 ’ 8 . : * 8 . 痕量 痕量 ; 8 , % 8 * % * 8 : ’ 8 ; & 8 ( ’ & 8 ! % & & 8 & ／ 9 & 8 ’ , ! 8 & ’ 8 ’ & 8 % . 8 . % 8 ! % . 8 ’ ’ 8 ’ ’ 8 & % % 8 ! ( ( 8 ! % & & 8 & & 8 * %粉 ／ 0 & 8 ’ , ! 8 : ’ 8 ’ & 8 % . 8 ( % 8 ! % . 8 ! ’ 8 ’ ’ 8 & % % 8 : % & & 8 &
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