一种汽车发动机专用合金钢粉的生产方法 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。
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