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如何把一條合金鋼搞成粉末

發布時間:2023-01-15 08:16:48

⑴ 制備3D列印金屬粉末,有哪些方法

銅、鐵、鋼、鈦合金。
等等……鋁及鋁合金粉末容易氧化。
一般都不做它。
需要用又輕又結實的材料時,3D列印可以將內部列印成蜂窩,比如飛機的一些部件就是鈦合金列印的。
內部列印成蜂窩材料就輕量化了。

⑵ 水溶液電解法的成粉條件是什麼電解法可生產那些金屬粉末為什麼

電解法製取金屬粉末的條件是:在金屬鹽的水溶液中通過直流電時,電解質發生電化學反應,金屬陽離子移向陰極,得到電子而被還原,並在陰極淀積。金屬陽離子的補充是由與陽離子同種的金屬做成的陽極在電解時丟失電子而不斷溶解來供給;當採用不溶解的陽極(如石墨等)時,金屬陽離子則靠該金屬鹽或其氧化物作電解質來供給。

電解可生產銅粉末。

電解時,通過調整和控制電流密度、銅離子濃度、酸度和溫度等來製取所需的銅粉。電解後粉末濾去電解質,連續地用稀酸和水清洗,再進行真空乾燥。乾燥溫度以50℃為宜。若用金屬銅作陽極來製取銅粉,工藝過程基本相似,所得產品純度可達99%以上。

(2)如何把一條合金鋼搞成粉末擴展閱讀

電解法制粉的特點是:工藝流程簡單,投資少;可利用半成品和廢料作原料,控制電解電位達到純化精煉的目的;產品純度高,電解時只有單一金屬在陰極淀積,雜質則被清除。但電解法消耗電能大,生產效率較低,成本較高,加之有環境污染須採取措施,因而限制了電解法在工業生產中的應用。

電解時,金屬陽離子向陰極移動是依靠擴散、對流和遷移等過程來實現的。電解質的種類、溫度、粘度、濃度、離子大小、攪拌情況、電場大小以及陰極陽極間的距離、陰極形狀等都對金屬電解淀積過程產生影響。

工藝要求 電解法制粉要求陰極淀積物易於粉碎,如為鱗片狀、海綿狀和鬆散顆粒等,這可由工藝上調整、控制電流密度、酸度和金屬陽離子濃度來實現。為了得到細的電解粉末,通常採取的措施是:採用大的電流密度,提高陰極板上單位面積析出金屬的速度,生成大量的晶核;減小陽極和陰極間的距離;周期性地刮除陰極板上的淀積物,這些都會使粉末細化。

參考資料來源:網路-水溶液電解制粉法

⑶ 合金鋼粉和鐵粉容易成形嘛

根據成分,可以將鐵基粉末分類為鐵粉(例如純鐵粉等)、合金鋼粉等。此外,根據製造方法進行分類時,可以分類為霧化鐵粉、還原鐵粉等,在這些分類中,鐵粉使用包括合金鋼粉的廣義。由通常的粉末冶金工序得到的成形體的密度一般為約6. 6Mg/m3 約7. lMg/m3。然後,對這些鐵基粉末成形體實施燒結處理而製成燒結體,進而根據需要實施精壓加工、切削加工,從而製成粉末冶金製品。而且,在需要更高的強度的情況下,有時還在燒結後實施滲碳熱處理、光亮熱處理。在原料粉的階段,作為加入了合金元素的粉末,已知如下粉末等(I)在純鐵粉中混合了各合金元素粉末的混合粉;(2)完全合金化了各元素的預合金鋼粉;(3)使各合金元素粉末在純鐵粉、預合金鋼粉的表面部分地附著擴散的部分擴散合金鋼粉。(I)的在純鐵粉中混合了各合金元素粉末的混合粉,具有能夠確保與純鐵粉同等的高壓縮性的優點。但是卻存在如下問題在進行燒結時,若不將燒結氣氛、滲碳氣氛中的 CO2濃度和露點嚴格控制在較低水平,則作為比Fe更活潑的金屬的Mn、Cr、V、Si、Nb、Ti等會發生氧化,從而不能實現低氧含量化;而且,各合金元素在Fe中並不充分擴散,形成不均勻的組織,從而不能達到基體強化。因此,(I)的在純鐵粉中混合了各合金元素粉末的混合粉不能應對近年來高強度化的要求,以致處於不被使用的狀態。與此相對,(2)的完全合金化了各元素的預合金鋼粉具有如下優點雖然由於通過將鋼水霧化來進行製造,因而會產生由鋼水的霧化工序中的氧化和完全合金化導致的固
3溶硬化作用,但是,通過對Mn、Cr、V、Si、Nb、Ti等合金元素的種類和量進行限定,能夠確保低氧含量化和與純鐵粉同等的高壓縮性。此外,存在由完全合金化引起基體強化的可能性, 因此正在作為高強度用預合金鋼粉而進行著開發。此外,(3)的部分擴散合金鋼粉,通過在純鐵粉、預合金鋼粉中混合各元素的金屬粉末、並在非氧化性或非還原性的氣氛下進行加熱以使各金屬粉末在純鐵粉、預合金鋼粉的表面部分地擴散接合而製造,因此,其可以組合(I)的鐵基混合粉以及(2)的預合金鋼粉的優點。因此,能夠確保低氧含量化和與純鐵粉同等的高壓縮性,並且存在由形成由完全合金相和部分富集相構成的復合組織而引起基體強化的可能性,因此,正在作為高強度用部分擴散預合金鋼粉而進行著開發。作為上述預合金鋼粉以及部分擴散合金鋼粉的基本合金成分,多數情況下使用 Mo。其原因與Mo能夠用作鋼鐵材料的強化元素的原因相同。即,這是因為,Mo不僅在鋼鐵材料中抑制鐵素體的生成、使貝氏體組織化,從而使母相(基質)相變強化,而且在母相和碳化物中分布而使母相固溶強化,進而形成微細碳化物而使母相析出強化。此外,由於是氣體滲碳性優良的非晶界氧化元素,因此還具有滲碳強化的作用。除此之外,從通過碳化物的析出強化使燒結材料強化方面出發,還可以添加V、Nb、 Ti等碳化物形成能力強的元素。例如,專利文獻I中公開了一種粉末冶金用合金鋼粉,其特徵在於,通過預合金化而含有Mo :0. I 6. 0%,V 0. 05 2. 0%以及Nb :0. 10%以下,並且使4%以下的Mo部分地擴散附著。該合金鋼粉確保了粉末階段的低氧含量化和與鐵粉同等的高壓縮性,並且實現了燒結材料或滲碳淬火材料的低氧含量化和基體強化。此外,專利文獻2中公開了一種高強度燒結體用合金鋼粉,其特徵在於,以重量比計,含有 Cr :0. 5 2%、Mn :0. 08% 以下、Mo :0. I 0. 6%、V :0. 05 0. 5%,還含有 Nb 0.01 0. 08%,Ti :0.01 0. 08%中的I種或2種,並且使0. 05 3. 5%的Mo擴散附著。 就該技術來說,能夠得到壓縮性良好、能控制為適當的淬透性的合金鋼粉,而且,通過使用該鋼粉並控制燒結後的冷卻速度,能夠使燒結體中形成微細的珠光體組織而不形成粗大的上貝氏體組織,從而在燒結狀態下就能夠得到高強度。專利文獻I :日本特開平8-49047號公報專利文獻2 :日本特開平7-331395號公報但是,本發明人的研究表明,使用了上述專利文獻I和專利文獻2中任意一種合金鋼粉的燒結材料均難以兼具強度和韌性。

發明內容
本發明的目的在於,克服上述現有技術的問題,提出強度和韌性平衡良好的粉末冶金用合金鋼粉。此外,本發明的目的還在於,提供使用上述粉末冶金用合金鋼粉製造的強度-韌性平衡優良的燒結材料、以及其有利的製造方法。本發明人為了達到上述目的,對鐵基粉末的合金成分及其添加方法反復進行了各種研究,結果得到如下所述的見解。在將使Ni、Cu擴散附著到預合金化了 Nb等碳化物形成元素的鐵粉上的鐵基粉末CN 102528020 A



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與碳粉末混合而製成成形體並進行燒結時,合金元素Ni、Cu在鐵基粉末粒子間的燒結頸部富集,同時在除這種富集部之外的基體鐵中,Nb、V、Ti的碳化物析出。由於燒結頸部中存在大量氣孔,因此該部分的強度有降低的傾向,但是當氣孔周圍形成Ni、Cu的富集部時,會成為韌性高的組織。此外,當Nb、V、Ti的碳化物在基體鐵中析出時,由於析出強化,形成強度高的組織。本發明是立足於上述見解而完成的。S卩,本發明的要點構成如下所述。I. 一種粉末冶金用合金鋼粉,其通過使含有Ni :0. 05 5.0質量%和/或Cu: 0. 05 5. 0質量%的粉末在預合金化了 Nb :0. 02 0. 4質量%、V :0. 01 0. 4質量%及 Ti :0. 01 0. 4質量%中的至少任意一種的鋼粉表面擴散附著而形成。2. 一種鐵基燒結材料,通過將上述I所述的粉末冶金用合金鋼粉壓粉成形、然後進行燒結而得到,在所述燒結材料的氣孔周圍具有Ni和/或Cu的富集部,並且在除所述富集部之外的基質中析出碳化物。3. 一種鐵基燒結材料的製造方法,其特徵在於,將上述I所述的粉末冶金用合金鋼粉與0. I I. 0質量%的碳粉混合,然後在400 IOOOMPa的壓力下進行壓粉成形,然後在1100 1300°C的溫度下進行燒結,使所得的燒結材料的氣孔周圍形成Ni和/或Cu的富集部,同時使除所述富集部之外的基質中析出碳化物。發明效果根據本發明,通過使用預合金化了 Nb、V及Ti中的至少任意一種、並且使Ni和/ 或Cu擴散附著的粉末冶金用合金鋼粉,能夠得到強度-韌性平衡優良的燒結材料。

圖I是表示由本發明得到的燒結體的包含燒結頸部的燒結組織的模式圖。標號說明I鐵基粉末2燒結頸部
具體實施例方式以下,對本發明進行具體說明。本發明的粉末冶金用合金鋼粉,是使含Ni粉末和/或含Cu粉末在預合金化了 Nb、 V、Ti中的至少任意一種的鋼粉表面擴散附著而得到的。通過使上述本發明的粉末冶金用合金鋼粉與碳粉末混合而製成成形體並進行燒結,在鐵基粉末粒子間的燒結頸部形成Ni、Cu的富集部。此外,Nb、V、Ti的碳化物在基體鐵中分散析出。由於燒結頸部中存在大量氣孔,因此該部分的強度有降低的傾向,但是當氣孔周圍形成Ni、Cu的富集層時,成為韌性高的組織,另一方面,由於基體鐵中析出Nb、V、Ti的碳化物,因此由於析出強化,成為強度高的組織。由此,變得能夠兼具高強度和高韌性,認為能夠得到強度-韌性平衡優良的燒結體。以下,對本發明中以前述組成范圍預合金化Nb、V、Ti中的至少任意一種的原因進行說明。另外,以下所示的為相對於本發明的粉末冶金用合金鋼粉(Ni和/或Cu擴散附著後)總體的比率(質量%)。Nb :0. 02 0.4%Nb通過在基體中以碳化物形式析出,對強度的提高起到極為有效的作用。但是,當含量小於0. 02%時,碳化物的生成量變得不充分,無法期望燒結體的充分的高強度化,另一方面,當大於0. 4%時,碳化物粗大化,因而強度提高效果降低,而且由於合金鋼粉粒子的硬化而導致壓縮性降低,不僅如此,從經濟性的觀點出發也不利。更優選為0. 05 0. 3%。V :0. 01 0. 4%和 Ti :0. 01 0. 4%V和Ti是僅次於Nb的作為碳化物形成元素有用的元素,因此通過含有這些元素, 能夠進一步有助於強度的提高。但是,其中任意一種元素的添加小於下限時,硬化不足 』另一方面,當添加超過上限時,碳化物仍然會粗大化,從而導致強度提高效果降低、壓縮性降低,因此,使V、Ti各自在上述范圍內含有。更優選各自在0. 3%以下。另外,Nb、V及Ti的總量在0. I 0. 4%的范圍內時,能夠得到具備特別優良的強度和韌性的燒結材料。此外,從確保優良的韌性的同時有效提高強度的觀點出發,優選必須添加上述Nb。 從進一步提高強度的觀點出發,優選必須添加上述Nb,並且還添加上述V和Ti中的至少任
意一種。接著,對本發明的粉末冶金用合金鋼粉的製造方法進行說明。首先,准備預定量的含有作為預合金成分(即,作為預合金)的合金元素的鐵基粉末(作為原料的鐵基粉末)、以及含有Ni、Cu的粉末。作為鐵基粉末,優選所謂的霧化鐵粉。霧化鐵粉是指通過水或氣體對根據目的調整了合金成分的鋼水進行噴霧而得到的鐵基粉末。對於霧化鐵粉來說,通常,霧化後在還原性氣氛(例如氫氣氣氛)中加熱,由此實施減少鐵粉中的C和0的處理。但是,作為本發明的原料的鐵基粉末,也可以使用不實施這種熱處理的、所謂的「霧化狀態」的鐵粉。作為含Ni粉末,適合使用Ni的純金屬粉末、以及氧化Ni粉末或FeNi (鎳鐵)粉末等Ni合金粉末。此外,還可以使用作為Ni的化合物的Ni碳化物、Ni硫化物、Ni氮化物
坐寸o同樣,作為含Cu粉末,適合使用Cu的純金屬粉末、以及氧化Cu粉末或FeCu (銅鐵)粉末、Cu-Mn粉末、Fe-Cu-Mn粉末、Cu-Ni粉末等Cu合金粉末。此外,還可以使用作為 Cu的化合物的硫化Cu等。此外,還可以使用能還原成含Ni粉末、含Cu粉末的Ni、Cu的化合物。而且,還可以使用同時含有Ni和Cu的粉末。接著,將上述鐵基粉末和含Ni粉末和/或含Cu粉末(以下簡稱為含Ni、Cu粉末) 按照預定的比率進行混合。關於混合方法,沒有特殊的限制,例如可以使用亨舍爾混合機、 圓錐形混合機等。接著,將該混合物在高溫下保持,在鐵基粉末與含Ni、Cu粉末的接觸面使Ni、Cu在鐵中擴散並接合,由此,得到本發明的粉末冶金用合金鋼粉。
這里,作為熱處理的氣氛,優選還原性氣氛、含氫氣氣氛,特別優選氫氣氣氛。另外,還可以增加在真空下進行的熱處理。此外,適合的熱處理溫度為800 1000°C的范圍。
另外,使用霧化狀態下的鐵粉作為鐵基粉末時,C、0的含量高,因此,優選通過使熱處理在還原性氣氛中進行來降低C和O。通過該降低作用,鐵基粉末表面活性化,即使在低溫(約800°C 約900°C )下也能確實地進行由含Ni、Cu粉末的擴散引起的附著。
如上所述地進行擴散附著處理時,通常情況下,鐵基粉末與含Ni、Cu粉末在燒結後成為結塊狀態,因此,通過粉碎/分級至所期望的粒徑,並根據需要進一步實施退火,從而製成粉末冶金用合金鋼粉。
在本發明中,優選含Ni、Cu粉末的微細粒子均勻地附著在鐵基粉末表面。在未均勻附著的情況下,在附著處理後對粉末冶金用合金鋼粉進行粉碎、運輸等時,含Ni、Cu粉末容易從鐵基粉末表面脫落,因此特別容易增加游離狀態的含Ni、Cu粉末。將這種狀態的合金鋼粉燒結成成形體時,存在碳化物的分散狀態偏析的傾向。因此,為了提高燒結體的強度、韌性,優選使含Ni、Cu粉末均勻附著在鐵基粉末的表面,以減少由於脫落等而產生的游離狀態的含Ni、Cu粉末。
使擴散附著的Ni、Cu量各自為0. 05 5. 0%。當小於0. 05%時,韌性提高效果小。 另一方面,當大於5.0%時,反而出現強度降低的缺點。因此,使擴散附著的Ni、Cu量各自為0.05 5.0%。優選為Ni :1. 0 4. 0%、Cu :0. 2 3. 0%的范圍。更優選為Ni :2. 0 4.0%,Cu 1. 0 2. 0%的范圍。
另外,合金鋼粉的餘量為鐵及雜質。作為合金鋼粉中含有的雜質,可以列舉C、O、 N、S等,它們只要各自為C :0. 02%以下、0 :0. 2%以下、N :0. 004%以下、S :0. 03%以下,則沒有特別的問題。
將上述合金鋼粉作為原料製造燒結體時,石墨等碳粉末由於在高強度化及高疲勞強度化方面有效,因此,在加壓成形之前添加以C換算計為0. I I. 0 %的石墨並進行混合。 上述C換算量為相對於混合後的合金鋼粉混合粉的質量比率。
另外,就本發明來說,當然可以根據目的添加用於改善特性的添加材料。例如,以改善燒結體的切削性為目的,可以例示添加MnS等切削性改善用粉末。合金鋼粉混合粉中含有的雜質,只要0:0.2%以下、N:0. 004%以下、S:0.03%以下,則沒有特別的問題。但是,在作為上述添加劑而有目的地添加的情況下,並不作為雜質對待,因此也沒有必要控制在上述范圍內。
接著,對使用本發明的粉末冶金用合金鋼粉製造燒結體時優選的燒結條件進行說明。
在加壓成形時,還可以另外混合粉末狀的潤滑劑。此外,也可以在模具上塗布或附著潤滑劑。無論哪種情況下,作為潤滑劑,均可以優選使用硬脂酸鋅等金屬皂、亞乙基雙硬脂醯胺等醯胺類蠟等公知的潤滑劑。混合潤滑劑時,優選相對於合金鋼粉混合粉100質量份為約0. I質量份 約I. 2質量份。
在加壓成形時,必須在400 IOOOMPa的壓力下進行。這是因為,當壓力小於400MPa時,所得到的成形體的密度降低,從而燒結體的特性降低;另一方面,當大於 IOOOMPa時,模具的壽命縮短,經濟上變得不利。另外,加壓時的溫度優選為常溫(約 200C ) 約160°C的范圍。
此外,燒結必須在1100 1300°C的溫度范圍內進行。這是因為,當燒結溫度低於 1100°C時,燒結無法進行,從而燒結體的特性降低;另一方面,當高於1300°c時,燒結爐的壽命縮短,經濟上變得不利。另外,優選燒結時間為10 180分鍾的范圍。對於使Nb、V、 Ti的碳化物在基體鐵(除燒結頸部的Ni、Cu富集區域之外的部分,也稱為基質)中析出而言,也優選該燒結溫度范圍及燒結時間。
對於所得到的燒結體,可以根據需要實施滲碳淬火、光亮淬火、高頻淬火以及滲碳氮化處理等強化處理,但即使在不實施強化處理的情況下,與現有的燒結體(不實施強化處理的燒結體)相比強度和韌性也得到改善。需要說明的是,各強化處理可以通過常規方法進行。
圖I模式地示出了由本發明得到的燒結體的包含燒結頸部的燒結組織。圖中,標號I為鐵基粉末、2為氣孔周圍的燒結頸部。
這里,作為除Ni、Cu的富集部之外的基質中析出的碳化物,可以列舉NbC、(Nb,V) C、(Nb, V, Ti) C 等。
此外,優選上述碳化物在上述區域以每單位面積I U m2中約I個 約100個的比例析出。
需要說明的是,Ni、Cu富集區域是指燒結頸部周圍約IOym的區域。
實施例
以下,通過實施例進一步詳細地說明本發明,但本發明並不受以下實例的任何限制。
實施例I
通過水霧化法對含有表I的No. I 16所示的合金元素的鋼水進行噴霧,製成霧化狀態的鐵基粉末。以預定的比率向該鐵基粉末中添加表I所示含Ni粉末、含Cu粉末,並使用V型混合機混合15分鍾,然後,在露點為30°C的氫氣氣氛中進行熱處理(保持溫度 875°C、保持時間1小時),由此製造鐵基粉末的表面擴散附著了預定量的Ni、Cu的粉末冶金用合金鋼粉。
然後,對這些粉末冶金用合金鋼粉,添加表I所示量的石墨,進而添加相對於所得到的合金鋼粉混合粉100質量份為0. 6質量份的亞乙基雙硬脂醯胺,然後使用V型混合機混合15分鍾。然後,在686MPa的壓力下進行加壓成形,製作長55mm、寬10mm、厚IOmm的成形體。
對該成形體實施燒結,製成燒結體。該燒結在N2-IO % H2氣氛中、燒結溫度 1130°C、燒結時間20分鍾的條件下進行。
在用於拉伸試驗的情況下,將所得到的燒結體加工成平行部直徑為5mm的圓棒拉伸試件,而在用於夏比(charpy)沖擊試驗的情況下,以處於燒結狀態本來的形狀進行評價。
將這些燒結體的拉伸強度TS(MPa)及沖擊值(J/cm2)的測定結果一並示於表I。
如表I所示,比較發明例與比較例的拉伸強度及沖擊值可知,發明例均能夠兼具高強度和高韌性,即,拉伸強度均為550MPa以上、沖擊值均為
權利要求
1.一種粉末冶金用合金鋼粉,其通過使含有Ni :0. 05 5.0質量%和/或Cu :0. 05 5.0質量%的粉末在預合金化了 Nb :0. 02 0. 4質量%、V :0. 01 0.4質量%及打0. 01 0. 4質量%中的至少任意一種的鋼粉表面擴散附著而形成。
2.一種鐵基燒結材料,通過將權利要求I所述的粉末冶金用合金鋼粉壓粉成形、然後進行燒結而得到,在所述燒結材料的氣孔周圍具有Ni和/或Cu的富集部,並且在除所述富集部之外的基質中析出碳化物。
3.一種鐵基燒結材料的製造方法,其特徵在於,將權利要求I所述的粉末冶金用合金鋼粉與0. I I. 0質量%的碳粉混合,然後在400 IOOOMPa的壓力下進行壓粉成形,然後在1100 1300°C的溫度下進行燒結,使所得的燒結材料的氣孔周圍形成Ni和/或Cu的富集部,同時使除所述富集部之外的基質中析出碳化物。
全文摘要
本發明提出強度-韌性平衡優良的粉末冶金用合金鋼粉以及鐵基燒結材料及其製造方法。所述粉末冶金用合金鋼粉通過使含有Ni0.05~5.0質量%和/或Cu0.05~5.0質量%的粉末在預合金化了Nb0.02~0.4質量%、V0.01~0.4質量%及Ti0.01~0.4質量%中的至少任意一種或二種以上的鋼粉表面擴散附著而形成。

⑷ 粉末冶金的制備方法都有哪些

(1)生產粉末。粉末的生產過程包括粉末的製取、粉料的混合等步驟。為改善粉末的成型性和可塑性通常加入機油、橡膠或石蠟等增塑劑。
(2)壓製成型。粉末在15-600MPa壓力下,壓成所需形狀。
(3)燒結。在保護氣氛的高溫爐或真空爐中進行。燒結不同於金屬熔化,燒結時至少有一種元素仍處於固態。燒結過程中粉末顆粒間通過擴散、再結晶、熔焊、化合、溶解等一系列的物理化學過程,成為具有一定孔隙度的冶金產品。
(4)後處理。一般情況下,燒結好的製件可直接使用。但對於某些尺寸要求精度高並且有高的硬度、耐磨性的製件還要進行燒結後處理。後處理包括精壓、滾壓、擠壓、淬火、表面淬火、浸油、及熔滲等。
粉末的製取方法:
製取粉末是粉末冶金的第一步。粉末冶金材料和製品不斷的增多,其質量不斷提高,要求提供的粉末的種類愈來愈多。例如,從材質范圍來看,不僅使用金屬粉末,也使用合金粉末,金屬化合物粉末等;從粉末外形來看,要求使用各種形狀的粉末,如產生過濾器時,就要求形成粉末;從粉末粒度來看,要求各種粒度的粉末,粗粉末粒度有500~1000微米超細粉末粒度小於0.5微米等等。
為了滿足對粉末的各種要求,也就要有各種各樣生產粉末的方法這些方法不外乎使金屬、合金或者金屬化合物呈固態、液態或氣態轉變成粉末狀態。製取粉末的各種方法以及各種方法制的粉末。
呈固態使金屬與合金或者金屬化合物轉變成粉末的方法包括:
(1)從固態金屬與合金製取金屬與合金粉末的有機械粉碎法和電化腐蝕法:
(2)從固態金屬氧化物及鹽類製取金屬與合金粉末的還原法從金屬和合金粉末、金屬氧化物和非金屬粉末製取金屬化合物粉末的還原-化合法。
呈液態使金屬與合金或者金屬化合物轉變成粉末方法包括:
(1)從液態金屬與合金製取與合金粉末的有霧化法。
(2)從金屬鹽溶液置換和還原製取金屬合金以及包覆粉末的有置換法、溶液氫還原法;從金屬熔鹽中沉澱製取金屬粉末的有熔鹽陳定法;從輔助金屬浴中析出製取金屬化合物粉末的有金屬浴法。
(3)從金屬鹽溶液電解製取金屬與合金粉末的有水溶液電解法;從金屬熔鹽電解製取金屬和金屬化合物粉末的有熔鹽電解法。
呈氣態使金屬或者金屬化合物轉變成粉末的方法:
(1)從金屬蒸汽冷凝製取金屬粉末的有蒸汽冷凝法;
(2)從氣態金屬碳基物離解製取金屬、合金以及包覆粉末的有碳基物熱離解法。
(3)從氣態金屬鹵化物氣相還原製取金屬、合金粉末以及金屬、合金塗層的有氣相氫還原法;從氣態金屬鹵化物沉積製取金屬化合物粉末以及塗層的有化學氣相沉積法。
但是,從過程的實質來看,現有制粉方法大體上可歸納為兩大類,即機械法和物理化學法。機械法是將原材料機械的粉碎,而化學成分基本上不發生變化的工藝過程;物理化學法是藉助化學的或物理的作用,改變原料的化學成分或聚集狀態而獲得粉末的工藝過程,粉末的生產方法很多從工業規模而言,應用最廣泛的漢斯還原法、霧化法和電解法有些方法如氣相沉積法和液相沉積法在特殊應用時亦很重要。

⑸ 鋼是鐵的合金,主要由鐵和碳等元素組成,現取某鋼樣粉末30克(假設只含fe和C)在氧氣流中充分反應,

解:(1)設30克樣品中含碳元素的質量為X
根據碳原子守恆可得:
C→CO2→CaCO3
12 100
X 3g
12:100=X:3g
X=0.36g
計算此鋼樣粉末中鐵的質量分數=0.36g/30g*100%=1.2%
(2)設50克稀硫酸中含H2SO4的質量為X
根據三次實驗數據可以看出:第一次加入3克樣品生成 1.12L氫氣、第二次加入6克樣品生成2.24L氫氣,第三次加入9克樣品,按前面的比例生成氫氣的體積應為3.36L,實際生成2.8L,說明第三次鋼樣有剩餘、硫酸完全反應。
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
98 22.4
X 2.8L
98:22.4L=X:2.8L
X=12.25g
稀硫酸中硫酸的質量分數=12.25g/50g*100%=24.5%
(3)設6克鋼樣中含純鐵的質量為X
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
56 22.4
X 2.24L
56:22.4=X:2.24L
X=5.6克
6克鋼樣中含碳的質量=6g-5.6g=0.4g
設在實驗2中可繼續反應純鐵的質量為Y
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
56 22.4
Y (2.8-2.24)
56:22.4=Y: (2.8-2.24)
解得Y=1.4g
反應結束後剩餘的全部固體的質量=0.4g+M-1.4g=(M-1)g

⑹ 鎢鋼材料是如何制粉的

鎢鋼材料碳化鎢粉是通過對鎢(W)粉進行滲碳處理而獲得的。碳化鎢粉的特性(尤其是其粒度)主要取決於原料鎢粉的粒度以及滲碳的溫度和時間。化學控制也至關重要,碳含量必須保持恆定(接近重量比為6.13%的理論配比值)。

高略精密模具公司為了通過後續工序來控制粉體粒度,可以在滲碳處理之前添加少量的釩和/或鉻。不同的下游工藝條件和不同的最終加工用途需要採用特定的碳化鎢粒度、碳含量、釩含量和鉻含量的組合,通過這些組合的變化,可以產生各種不同的碳化鎢粉。

在將碳化鎢粉與金屬結合劑一起進行混合碾磨以生產某種牌號硬質合金粉料時,可以採用各種不同的組合方式。最常用的鈷含量為3%-25%(重量比),而在需要增強刀具抗腐蝕性的情況下,則需要加入鎳和鉻。

此外,還可以通過添加其他合金成分,進一步改良金屬結合劑。例如,在WC-Co硬質合金中添加釕,可在不降低其硬度的前提下顯著提高其韌性。增加結合劑的含量也可以提高硬質合金的韌性,但卻會降低其硬度。

減小碳化鎢顆粒的尺寸可以提高材料的硬度,但在燒結工藝中,碳化鎢的粒度必須保持不變。燒結時,碳化鎢顆粒通過溶解再析出的過程結合和長大。在實際燒結過程中,為了形成一種完全密實的材料,金屬結合劑要變成液態(稱為液相燒結)。

通過添加其他過渡金屬碳化物,包括碳化釩(VC)、碳化鉻(Cr3C2)、碳化鈦(TiC)、碳化鉭(TaC)和碳化鈮(NbC),可以控制碳化鎢顆粒的長大速度。這些金屬碳化物通常是在將碳化鎢粉與金屬結合劑一起進行混合碾磨時加入,盡管碳化釩和碳化鉻也可以在對碳化鎢粉進行滲碳時形成。

利用回收的廢舊鎢鋼材料也可以生產牌號碳化鎢粉料。廢舊硬質合金的回收和再利用在硬質合金行業已有很長歷史,是該行業整個經濟鏈的一個重要組成部分,它有助於降低材料成本、節約自然資源和避免對廢棄材料進行無害化處置。

廢舊硬質合金一般可通過APT(仲鎢酸銨)工藝、鋅回收工藝或通過粉碎後進行再利用。這些「再生」碳化鎢粉通常具有更好的、可預測的緻密性,因為其表面積比直接通過鎢滲碳工藝製成的碳化鎢粉更小。

碳化鎢粉與金屬結合劑混合碾磨的加工條件也是至關重要的工藝參數。兩種最常用的碾磨技術是球磨和超微碾磨。這兩種工藝都能使碾磨的粉料均勻混合,並能減小顆粒尺寸。為使以後壓制的工件具有足夠的強度,能保持工件形狀,並使操作者或機械手能拿起工件進行操作,在碾磨時通常還需要添加一種有機結合劑。

這種結合劑的化學成分可以影響壓製成工件的密度和強度。為了有利於操作,最好添加高強度的結合劑,但這樣會導致壓制密度較低,並可能會產生硬塊,造成在最後成品中存在缺陷。
http://www.0769wg.com/news/2014-8-25-833.html
完成碾磨後,通常會對粉料進行噴霧乾燥,產生由有機結合劑凝聚在一起的自由流動團塊鎢鋼材料。通過調整有機結合劑的成分,可以根據需要定製這些團塊的流動性和裝料密度。通過篩選出較粗或較細的顆粒,還可以進一步定製團塊的粒度分布,以確保其在裝入模腔時具有良好的流動性。

⑺ 為什麼硬質合金採用粉末冶金生產

因為硬質合金的原料是碳化物,如碳化鎢、碳化鈦這樣一類高熔點、硬而脆的金屬化合物,做成刀具、模具後,由於硬度高難以進一步進行加工到合適的形狀和尺寸,另外這些碳化鎢之間難以結合到一起形成具有一定形狀、一定尺寸的工件,所以不得不採用粘合劑把它們互相「粘」在一起,這些粘合劑通常用鈷結合在一起,稱為硬質合金,也有用鋼結合在一起的,稱為鋼結硬質合金,由於把鈷和鋼與碳化鎢採用一般方法難以均勻地混合在一起,同時碳化鎢熔點很高,不容易冶煉,故此,通通把它們變成粉末,然後粉末就容易混均勻,之後加壓成型,再燒結,這時鈷或者鋼的細小的顆粒產生熔化,而碳化鎢不能夠在這個溫度熔化,冷卻下來,鈷或者鋼就把碳化鎢粉末結合在一塊,形成一個完整的整體。
由以上生產工藝可知,硬質合金製品的生產,只能夠採用粉末冶金的方法生產。

⑻ 粉末煉鋼的工藝流程

粉末冶金工藝過程

粉末冶金材料是指不經熔煉和鑄造,直接用幾種金屬粉末或金屬粉末與非金屬粉末,通過配製、壓製成型,燒結和後處理等製成的材料。粉末冶金是金屬冶金工藝與陶瓷燒結工藝的結合,它通常要經過以下幾個工藝過程:

一、粉料制備與壓製成型

常用機械粉碎、霧化、物理化學法製取粉末。製取的粉末經過篩分與混合,混料均勻並加入適當的增塑劑,再進行壓製成型,粉粒間的原子通過固相擴散和機械咬合作用,使製件結合為具有一定強度的整體。壓力越大則製件密度越大,強度相應增加。有時為減小壓力合增加製件密度,也可採用熱等靜壓成型的方法。

二、燒結

將壓製成型的製件放置在採用還原性氣氛的閉式爐中進行燒結,燒結溫度約為基體金屬熔點的2/3~3/4倍。由於高溫下不同種類原子的擴散,粉末表面氧化物的被還原以及變形粉末的再結晶,使粉末顆粒相互結合,提高了粉末冶金製品的強度,並獲得與一般合金相似的組織。經燒結後的製件中,仍然存在一些微小的孔隙,屬於多孔性材料。

三、後處理

一般情況下,燒結好的製件能夠達到所需性能,可直接使用。但有時還需進行必要的後處理。如精壓處理,可提高製件的密度和尺寸形狀精度;對鐵基粉末冶金製件進行淬火、表面淬火等處理可改善其機械性能;為達到潤滑或耐蝕目的而進行浸油或浸漬其它液態潤滑劑;將低熔點金屬滲入製件孔隙中去的熔滲處理,可提高製件的強度、硬度、可塑性或沖擊韌性等。
粉末冶金工藝的優點

1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來製造。2、由於粉末冶金方法能壓製成最終尺寸的壓坯,而不需要或很少需要隨後的機械加工,故能大大節約金屬,降低產品成本。用粉末冶金方法製造產品時,金屬的損耗只有1-5%,而用一般熔鑄方法生產時,金屬的損耗可能會達到80%。3、由於粉末冶金工藝在材料生產過程中並不熔化材料,也就不怕混入由坩堝和脫氧劑等帶來的雜質,而燒結一般在真空和還原氣氛中進行,不怕氧化,也不會給材料任何污染,故有可能製取高純度的材料。
4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。 5、粉末冶金適宜於生產同一形狀而數量多的產品,特別是齒輪等加工費用高的產品,用粉末冶金法製造能大大降低生產成.(林里粉末)

粉末冶金是製取金屬粉末,及採用成形和燒結工藝將金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)製成材料和製品的工藝技術。它是冶金和材料科學的一個分支學科。
粉末冶金製品的應用范圍十分廣泛,從普通機械製造到精密儀器;從五金工具到大型機械;從電子工業到電機製造;從民用工業到軍事工業;從一般技術到尖端高技術,均能見到粉末冶金工藝的身影。
粉末冶金發展歷史:
粉末冶金方法起源於公元前三千多年。製造鐵的第一個方法實質上採用的就是粉末冶金方法。而現代粉末冶金技術的發展中共有三個重要標志:
1、克服了難熔金屬熔鑄過程中產生的困難。1909年製造電燈鎢絲,推動了粉末冶金的發展;1923年粉末冶金硬質合金的出現被譽為機械加工中的革命。
2、三十年代成功製取多孔含油軸承;繼而粉末冶金鐵基機械零件的發展,充分發揮了粉末冶金少切削甚至無切削的優點。
3、向更高級的新材料、新工藝發展。四十年代,出現金屬陶瓷、彌散強化等材料,六十年代末至七十年代初,粉末高速鋼、粉末高溫合金相繼出現;利用粉末冶金鍛造及熱等靜壓已能製造高強度的零件。
粉末冶金工藝的優點:
1、絕大多數難熔金屬及其化合物、假合金、多孔材料只能用粉末冶金方法來製造。
2、由於粉末冶金方法能壓製成最終尺寸的壓坯,而不需要或很少需要隨後的機械加工,故能大大節約金屬,降低產品成本。用粉末冶金方法製造產品時,金屬的損耗只有1-5%,而用一般熔鑄方法生產時,金屬的損耗可能會達到80%。
3、由於粉末冶金工藝在材料生產過程中並不熔化材料,也就不怕混入由坩堝和脫氧劑等帶來的雜質,而燒結一般在真空和還原氣氛中進行,不怕氧化,也不會給材料任何污染,故有可能製取高純度的材料。
4、粉末冶金法能保證材料成分配比的正確性和均勻性。
5、粉末冶金適宜於生產同一形狀而數量多的產品,特別是齒輪等加工費用高的產品,用粉末冶金法製造能大大降低生產成本。
粉末冶金工藝的基本工序是:
1、原料粉末的制備。現有的制粉方法大體可分為兩類:機械法和物理化學法。而機械法可分為:機械粉碎及霧化法;物理化學法又分為:電化腐蝕法、還原法、化合法、還原-化合法、氣相沉積法、液相沉積法以及電解法。其中應用最為廣泛的是還原法、霧化法和電解法。
2、粉末成型為所需形狀的坯塊。成型的目的是製得一定形狀和尺寸的壓坯,並使其具有一定的密度和強度。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應用最多的是模壓成型。
3、坯塊的燒結。燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型後的壓坯通過燒結使其得到所要求的最終物理機械性能。燒結又分為單元系燒結和多元系燒結。對於單元系和多元系的固相燒結,燒結溫度比所用的金屬及合金的熔點低;對於多元系的液相燒結,燒結溫度一般比其中難熔成分的熔點低,而高於易熔成分的熔點。除普通燒結外,還有松裝燒結、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結工藝。
4、產品的後序處理。燒結後的處理,可以根據產品要求的不同,採取多種方式。如精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍。此外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應用於粉末冶金材料燒結後的加工,取得較理想的效果。
粉末冶金材料和製品的今後發展方向:
1、有代表性的鐵基合金,將向大體積的精密製品,高質量的結構零部件發展。
2、製造具有均勻顯微組織結構的、加工困難而完全緻密的高性能合金。
3、用增強緻密化過程來製造一般含有混合相組成的特殊合金。
4、製造非均勻材料、非晶態、微晶或者亞穩合金。
5、加工獨特的和非一般形態或成分的復合零部件。

⑼ 3D列印中的金屬粉末都是如何制備的呢

目前,粉末制備方法按照制備工藝主要可分為:還原法、電解法、羰基分解法、研磨法、霧化法等。其中,以還原法、電解法和霧化法生產的粉末作為原料應用到粉末冶金工業的較為普遍。想要了解更多在網路搜索廣東銀納。但電解法和還原法僅限於單質金屬粉末的生產,而對於合金粉末這些方法均不適用。霧化法可以進行合金粉末的生產,同時現代霧化工藝對粉末的形狀也能夠做出控制,不斷發展的霧化腔結構大幅提高了霧化效率,這使得霧化法逐漸發展成為主要的粉末生產方法。霧化法滿足3D列印耗材金屬粉末的特殊要求。 霧化法是指通過機械的方法使金屬熔液粉碎成尺寸小於150μm左右的顆粒的方法。

⑽ 金屬3D列印粉末是用什麼原材料加工成粉末的

當然有區別,球形粉體不用說,自然是每個微粉都呈球形;類球形粉,粉體原顆粒只是近似球形。
不過目前一般並不嚴格區別。
在微粉制備上,人家一般追求兩個極致形態:一是球形粉,一是針狀(棒狀)粉。當然也有人追求某些特定開關的粉體,比如有個日本人做好了啞鈴形粉體。

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