CN102373359B - 一种汽车发动机专用合金钢粉的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种汽车发动机专用合金钢粉的生产方法，其特征在于，由高合金钢粉与水雾化纯铁粉通过无偏析粘结方式混合而成，其操作步骤叙述如下：1)制备水雾化纯铁粉；2)制备高合金钢粉。3)无偏析粘结，将上述高合金钢粉与水雾化纯铁粉按比例加入混料机中，加热温度达到50～140℃时，喷入粘结剂，混合60～100分钟，用真空抽出挥发物冷却至40℃以下，加入润滑剂混匀包装。与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、具有较高的压缩性；2、合金元素在制品烧结过程中能进一步完全合金化；3、在运输和混合处理过程中不产生合金元素成分偏析，在制品烧结过程中能保持尺寸公差稳定，改善烧结件的机械性能。
Description
技术领域
本发明属于粉末冶金领域，尤其涉及一种采用高合金钢粉与水雾化纯铁粉生产汽车发动机专用合金钢粉的方法。
背景技术
汽车发动机用合金粉要求具有高强度、高硬度、高耐热性，并且具有一次烧结后即可达到高硬度高强度力学性能。目前国内、外生产汽车发动机用合金粉均采用如下两种方式：1)、合金钢水直接雾化成合金粉，其缺点为易氧化、压缩性低，进而影响产品的强度、硬度。2)、用纯合金粉与铁粉混合成合金粉，其缺点为成本高、偏析度大。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车发动机专用合金钢粉的生产方法，将高合金钢粉与水雾化纯铁粉通过无偏析粘结方式混合，降低偏析度，提高产品的密度，改善产品硬度、强度等综合性能。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种汽车发动机专用合金钢粉的生产方法，由高合金钢粉与水雾化纯铁粉通过无偏析粘结方式混合而成，其操作步骤叙述如下：
1)制备水雾化纯铁粉，包括冶炼、雾化、还原，其操作步骤如下：
a、冶炼：以废钢、生铁等为主要原料，通过电炉的冶炼得到成分均匀稳定、杂质少的钢液，出钢温度：1600～1800℃，其主要的化学成分按重量百分比为：
C≤0.60％ Si≤0.50％ Mn≤0.50％ P≤0.050％ S≤0.050％；
b、雾化：雾化过程是通过水雾化系统进行，雾化压力60～160Mpa，雾化后经过脱水、干燥得到的水雾化毛粉，干燥温度为110～300℃，氢损≤3.0％；
c、还原：将上述水雾化毛粉经过还原炉进行还原，还原炉还原预热段温度550～800℃，高温段温度800～1000℃，冷却段温度500～800℃，氨气流量60～190m3/h，运行速度90～300mm/min，料层厚度12～48mm；得到水雾化纯铁粉；
d、步骤c得到的水雾化纯铁粉经过破碎、筛分、合批、检测得到成品水雾化纯铁粉；
2)制备高合金钢粉，包括冶炼、雾化，其操作步骤如下：
a、冶炼：以各种合金和铁合金为主要原料，通过高频电炉冶炼得到成分均匀稳定、杂质少的钢液，出钢温度：1500～1700℃，其化学成分按重量百分比为：
Ni：5-12％，Cr：11-19％，Co：26-35％，Mo：15-25％，Si：0.3-1.5％，V：0.5-3.3％，C：≤4.0％，余量为Fe；以上成分总和为100％；
b、雾化：雾化过程是通过气雾化系统进行实施，雾化压力：50～130Mpa，介质为氮气；
c、所得到的高合金钢粉经过筛分、合批、检测得到成品高合金钢粉。
3)无偏析粘结，将上述成品高合金钢粉与成品水雾化纯铁粉按1∶5加入混料机中，混合并加热，混合物化学成分按重量百分比为：Ni：1.0-2.4％，Cr：2.2-3.8％，Co：5.2-7.0％，Mo：3.0-5.0％，Si：0.06-0.3％，V：0.1-0.66％，C：≤0.8％，余量为Fe，以上成分总和为100％；当温度达到50～140℃时，喷入混合物重量百分比0.001％～1.0％的聚乙二醇，混合60～100分钟，用真空抽出挥发物待冷却至40℃以下，再加入混合物重量百分比0.5～1.2％的微粉蜡混合均匀后包装，得到成品专用合金钢粉。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、具有较高的压缩性；2、合金元素在制品烧结过程中能进一步完全合金化；3、在运输和混合处理过程中不产生合金元素成分偏析，在制品烧结过程中能保持尺寸公差稳定，更有效的改善烧结件的机械性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步说明：
一种汽车发动机专用合金钢粉的生产方法，由高合金钢粉与水雾化纯铁粉通过无偏析粘结方式混合而成，其操作步骤叙述如下：
1)制备水雾化纯铁粉，包括冶炼、雾化、还原，其操作步骤如下：
a、冶炼：以废钢、生铁等为主要原料，通过电炉的冶炼得到成分均匀稳定、杂质少的钢液，出钢温度：1600～1800℃，其主要的化学成分按重量百分比为：
C≤0.60％ Si≤0.50％ Mn≤0.50％ P≤0.050％ S≤0.050％；
b、雾化：雾化过程是通过水雾化系统进行，雾化压力60～160Mpa，雾化后经过脱水、干燥得到的水雾化毛粉，干燥温度为110～300℃，氢损≤3.0％；
c、还原：将上述水雾化毛粉经过还原炉进行还原，还原炉还原预热段温度550～800℃、高温段温度800～1000℃，冷却段温度500～800℃，氨气流量60～190m3/h，运行速度90～300mm/min，料层厚度12～48mm；得到水雾化纯铁粉；
d、所得到的水雾化纯铁粉经过破碎、筛分、合批、检测得到成品水雾化纯铁粉。
2)制备高合金钢粉，包括冶炼、雾化，其操作步骤如下：
a、冶炼：以各种合金和铁合金为主要原料，通过高频电炉冶炼得到成分均匀稳定、杂质少的钢液，出钢温度：1500～1700℃，其化学成分按重量百分比为：
Ni：5-12％，Cr：11-19％，Co：26-35％，Mo：15-25％，Si：0.3-1.5％，V：0.5-3.3％，C：≤4.0％，余量为Fe；以上成分总和为100％；
b、雾化：雾化过程是通过气雾化系统进行实施，雾化压力：50～130Mpa，介质为氮气；
c、所得到的高合金钢粉经过筛分、合批、检测得到成品高合金钢粉。
3)、无偏析粘结，将上述高合金钢粉与水雾化纯铁粉按1∶5加入混料机中，混合并加热，混合物化学成分按重量百分比为：Ni：1.0-2.4％，Cr：2.2-3.8％，Co：5.2-7.0％，Mo：3.0-5.0％，Si：0.06-0.3％，V：0.1-0.66％，C：≤0.8％，余量为Fe，以上成分总和为100％；当温度达到50～140℃时，喷入混合物重量百分比0.001％～1.0％的粘结剂-聚乙二醇，混合60～100分钟，用真空抽出挥发物待冷却至40℃以下，再加入混合物重量百分比0.5～1.2％的润滑剂-微粉蜡混合均匀后包装，得到成品专用合金钢粉。
以制取化学成分按重量百分比为配方为Ni：1.4％，Cr：3.5％，Co：6％，Mo：19％，Si：0.1％，V：0.2％，C：1.9％，余量为Fe的专用合金钢粉为例，不同工艺过程性能参数比较见下表1：
1)纯雾化合金钢粉
2)水雾化纯铁粉+高合金钢粉
3)水雾化纯铁粉+纯合金粉
表1：不同工艺过程性能参数比较
烧结条件：烧结温度：1120℃，保温时间60min，H2 100％；
通过上述比较水雾化纯铁粉+高合金钢粉在强度、硬度和尺寸变化率等方面明显优于其它方式生产的合金，能在制品烧结过程中保持尺寸公差稳定，更有效的改善烧结件的机械性能，满足汽车发动机高强度、高硬度、高耐热性的要求。
Claims (1)
1.一种汽车发动机专用合金钢粉的生产方法，其特征在于，由高合金钢粉与水雾化纯铁粉通过无偏析粘结方式混合而成，其操作步骤叙述如下：
1)制备水雾化纯铁粉，包括冶炼、雾化、还原，其操作步骤如下：
a、冶炼：以废钢、生铁为主要原料，通过电炉的冶炼得到成分均匀稳定、杂质少的钢液，出钢温度：1600～1800℃，其主要的化学成分按重量百分比为：
C≤0.60％ Si≤0.50％ Mn≤0.50％ P≤0.050％ S≤0.050％；
b、雾化：雾化过程是通过水雾化系统进行，雾化压力60～160Mpa，雾化后经过脱水、干燥得到的水雾化毛粉，干燥温度为110～300℃，氢损≤3.0％；
c、还原：将上述水雾化毛粉经过还原炉进行还原，还原炉还原预热段温度550～800℃高温段温度800～1000℃，冷却段温度500～800℃，氨气流量60～190m3/h，运行速度90～300㎜/min，料层厚度12～48㎜；得到水雾化纯铁粉；
d、步骤c得到的水雾化纯铁粉经过破碎、筛分、合批、检测得到成品水雾化纯铁粉；
2)制备高合金钢粉，包括冶炼、雾化，其操作步骤如下：
a、冶炼：以各种合金和铁合金为主要原料，通过高频电炉冶炼得到成分均匀稳定、杂质少的钢液，出钢温度：1500～1700℃，其化学成分按重量百分比为：
Ni：5-12％，Cr：11-19％，Co：26-35％，Mo：15-25％，Si：0.3-1.5％，V：0.5-3.3％，C：≤4.0％，余量为Fe；，以上成分总和为100％；
b、雾化：雾化过程是通过气雾化系统进行实施，雾化压力：50～130Mpa，介质为氮气；
c、所得到的高合金钢粉经过筛分、合批、检测得到成品高合金钢粉；
3)无偏析粘结，将上述成品高合金钢粉与成品水雾化纯铁粉按1：5加入混料机中，混合并加热，混合物化学成分按重量百分比为：Ni：1.0-2.4％，Cr：2.2-3.8％，Co：5.2-7.0％，Mo：3.0-5.0％，Si：0.06-0.3％，V：0.1-0.66％，C：≤0.8％，余量为Fe，以上成分总和为100％；当温度达到50～140℃时，喷入混合物重量百分比0.001％～1.0％的聚乙二醇，混合60～100分钟，用真空抽出挥发物待冷却至40℃以下，再加入混合物重量百分比0.5～1.2％的微粉蜡混合均匀后包装，得到成品专用合金钢粉。
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