添加羰基铁粉改善材料的综合机械性能

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四川冶金

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添加羰基铁粉改善材料的综合机械性能营八五七厂 TF￣ 2-

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【摘要 J本文通过多种粉末混舍中添加羰基莰粉来陡善和提高枷束制品的综合机械性能。

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1 前奢。 1

料方案，以我厂开发的高密度换位摇背 Fe’Ni系合金为倒，见表 1。 -

粉末制品的竞争力取决它的机械性能程度，特别提高材料的韧性和塑性性能仍然是

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原料霹比裹 (% )饕葺钝研辣 脯

粉末材料的主要任务。国营八五七厂已批量生产出优质的不同牌号的羰基铁粉 (见照片1 )。为粉末制品提供了理想的粉末材料，

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来改善和提高粉末制品的各种性能和要求。

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为了改善粉末的压缩性和成形性，在配料中添加聚氯烯醇作为增剂。配料在 4 0 T n i n期间搅拌、干燥。且用 7 5 0 MP a压力钢模压制成形和烧结，烧密度达蓟 7 . 5 2 g/ C I I 1,相对密度达到 9 5 . 1 7%,压强8￣ O M Pa, 硬度 HRB 1 1 5。把冷压成形的试样在烧结炉

内烧结，孔隙度为2 0~2 6%。照片 1 羰基铁粉百_ _6 . 3 m z 4 o o

5 试验结果

工艺漉程和方法2 . 1工艺流程

3 . 1试样经热锻和热处理后，其机械拉力和冲击试验结果见表 2

3 . 2羰基铁粉配比对烧结合金性能试验结果见表 3。 4 试群分折

羰基铁粉预处理混粉压制烧结热处理。

2 . 2设备混粉机压机烧结炉2 . 3配料方案

4 . 1羰基铁粉添加对成形密蓐影响从表 3看出，成形压力相同时i 混料中。

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首先根据对材料性能要求，选择最佳配 虾{ B音 l 7 2 l。 -码州，江诮

未加羰基铁粉的粉坯比舔加羰基铁粉的耢坯 c . . ’ _ . . , ,.

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1 9 9 4年第 3期

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的密度低2 . 3 3 ,但是羰基铁粉增加到一定量时，粉坯密度则缓慢下降，当成形压力增加6 0 MP a时，耪坯密度提高 L . 3 7 。因为羰基铁粉具有纯度高，顾粒细，且呈球形状和塑性好的特点。在原料锟合时，它较均匀

这种现象主要是活性原子纳自由能高，而产

生体积和表面扩散的培果。随着温度不断升高.扩散进行得愈显著，有助于烧结顼的早

期形鹰如果毅基铁粉配重适宜，可以形成更多的两状烧结颈。当炉温继续升赢， .直至

地涂附在其它粉粒表面或充填粉粒之间，装模时则有部份充填拱桥。压制过程中起了一

到保温阶段，在烧结颈邻接边缘将产生许多空位， 使晶界曲率半径减小，进而吞食小孔隙和孔躇 l球化。如果烧结体中晶界存 在愈多，烧结颈边缘的过剩空位将扩散到

定的润滑作用，有利于粉体颗粒的排列和流动，有利于粉粒之间很好的结合，则提高了压坯密度的重要因素。 4, 2添加羰基铁粉对烧结合金密度的影嗡羰基铁粉具有分散度小和在烧结时比表

晶界上消失，结果使颗粒同距离缩短愈明显，而产生 l l殳缩率太，密度提高，材料强度增加。由此得出.烧结温度愈高，烧结合金收缩率丈，则烧结密度提高越太。 4 . 3添加羰基铁粉对材料的展性和强度影响。

面活亿大的特征，保证了残杂孔晾大量斌少，强化了扩散作用。这些有助于从多成份配料中来铺取均质备金和粉粒表面形成很好

从袭 2中的 5、7和 8配料中，可以看出

柏鳍台在试验中发现，当 4 5 0" C时羰基铁

含碳量对材

粳机械性能的影响。配料中增加

粉就发生烧缩魂象，结块具有一定的强度-

含碳量刹明显地降垛材料展性热锻压后导

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Me t a l l u r g y o f S i e h u a I 1率大 (1 2￣1 4% ),因此配合使用羰基铁粉和还原铁粉。’.

致形成特殊结构以及马氏体的碳化量为 3 0~ 4 O%,此外，这种材料明显地增大了颗粒，

大概由于温度下降酌原因； 婷致了多晶转让冷压后颗粒增大，经热处理后部份马氏体消失。 -

羰基铁粉含碳量 6 ,采用的压力为

F e d - - -￣ F e r。增加含碳量，蓿助于经热压或’ g叻 8咖MP a来生产试样.可以得到满意的结果。在 7 5 0 MP a时压制的试l辑谴|过热骰而不烧结，或试样经热锻和烧结后的密度和颗粒大小取决于羰基铁粉含量，见表 4。当添加羰基铁粉大于 2 0%时，则引起材料的分层现象。

由于羰基铁粉价格较贵，通常用于制造磁性材料，隐蔽材料、显微结构材料等复杂形状和精密尺寸的制品。烧结时由于它收缩、

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添加藏基铗耢对材料的密虞和■粒太小影响

根据I o. F.Ⅱ0 p o扯e B等人研究表明 (图1、图2 ),在强度降低木大的条件下， 可应用烧结能保证提高材料的展性。在试样中不经烧结的强度增加 2 6 ,而试样通：过烧^

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结则增加了1 4%。当羰基铁粉添加2 O蟛时可以观察到展性大大地增加。增加羰基绶粉含量有助于生产出忧质的金属制品和粉粒芝间良好地结合，因而提高材料的机械性能使用石墨为了提高材料的强度，它和羰基铁粉在配料电洽量为~ o . 6。一经冷压和烧

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铣粉 f%,

一~一…图—孺丽瑗基铣粉经热锻，热处理 ( 2 . 4经烧结 )所制得的碳素钢展性 ( 2 . 3 ) 和强度 (1 . 4)的影响

结后的密度见表 5。

囊5添加觳基铗粉对 舷备；妇和残舞 f摹 L辣崖的膨一

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图1 添加羰基铁粉经热锻 ( I . 4经烧结 ) 生产的试样展性 (1, 2 )和强度的影响

(下转第 7

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m1高氯酸继续反应，当溶解速度变缓时， 提高炉温，冒烟至干。取下再加王水 1 0 ml, 高氯酸 5 r a l重复处理一次，使余下的黑渣溶尽，蒸至近干。取下稍冷，加硝酸 ( I+1 ) 3 5 m1,加热煮沸，滴加 2m1无水亚硫酸钠 (1 O . ),沸煮2一一 3 mi n,取下冷至室温， 用水稀释至 2 0 0m1,摇匀。 移取 i 0 ml母液于1 0 0 ml容量瓶中，加钒酸铵 1 0 ml,钼酸铵 1 0 ml,用水稀释至刻度，表2 分析结

摇匀，放置 r ai n以后。于波长 4 4 0 i r m处， 以水为参比， j _} j适当比色皿量吸光度。 标准工作曲线的绘制；移取磷标液 0 0 . 01 . o 0,3 . 0 0、5 . 0 0,7 . 0 0 ml于l O O ml容量瓶

中，加硝酸( 1+1 ) 3 ml,钒酸铵 1 0 r a l,钼酸铵1 0 ml,甩水稀至刻度，摇匀，同上条件测定吸光度，以测得的吸光度对溶液中相应的磷量，绘制标准工作曲线。 磷的百分含量在标准工作曲线 _ I二查找，果

编 号辽甩铣台金厂GBW 0 14 29 BH 0 3l 2- 2

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