[发明专利]含钼钇的超细铁铜复合粉末及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金工业领域，更具体地说，本发明涉及一种粉末冶金产品及其制备方法。

背景技术

铁铜粉末是制造铁铜基粉末冶金零部件的主要原料，在航空航天、机械、汽车、电器等行业有广泛市场需求。

但是，现有铁铜基粉末冶金材料的成分、组织结构仍然存在一定的不足和缺陷，例如，现有的22%Cu-78%Fe含油轴承合金材料，从成分和组织结构上看，缺乏润滑相和强化相，从制备上看，多采用机械混合工艺，混合均匀性较差；因此，传统铁铜基粉末冶金制得的零部件，平均径向压溃强度停留在30kgf/mm²,表观平均硬度HB停留在75，以致目前铁铜基粉末冶金零部件的综合机械性能仍不尽人意。

如果能在合金材料的配比成分方面、在制备工艺方面进行适当改进，从而获得配比成分与组织结构方面更为优异的铁铜基粉末，就有望更好提高粉末冶金零部件的强度和寿命，从而能在制备微型粉末冶金零部件中得到更大的推广应用。

发明内容

针对现有技术的上述缺点，本发明的目的是要提供一种含钼钇的超细铁铜复合粉末及其制备方法，其具有如下优点：所得材料的成分、组织结构的组成和分布更均匀合理，从而能有效改善粉末冶金零部件的综合机械性能，提高其粉末冶金零部件寿命，且制造工艺简单。

为此，本发明的技术解决方案之一是一种含钼钇的超细铁铜复合粉末，包括铁、铜组份，而所述超细铁铜复合粉末中，Cu的含量为21～23%（wt），余量为Fe、MoS₂、Y₂O₃三种组份合计的含量。

本发明的复合粉末采用适量添加MoS₂、Y₂O₃成分来增强组织结构中的润滑相和强化相，而且Cu相对于Fe、MoS₂、Y₂O₃三种组份合计含量的比率适当，使得Fe混合粉的比表面得到Cu的充分而恰当的复合，且最终复合粉末材料的成分、组织结构的组成和分布更均匀合理，从而能有效改善最终Fe-Cu成品粉末冶金零部件的综合机械性能，提高其粉末冶金零部件的寿命，实验证实：采用本发明超细Cu-Fe-MoS₂-Y₂O₃复合粉末制备的微型粉末冶金零部件，因其材料的成分、组织结构组成和分布更均匀和合理，其粉末冶金零部件的综合机械性能得到有效改善，其中，平均径向压溃强度可达32kgf/mm²以上，表观平均硬度HB达82以上，与传统FeCu复合粉末相比，本发明含钼钇的FeCu复合粉末制备的FeCu粉末冶金制品，在压溃强度和平均硬度上都高出9％以上；而且其粉末冶金零部件寿命也得到提高。

为了进一步增强组织结构中润滑相和强化相的结构性能，本发明超细铁铜复合粉末还包括如下成分改进：

Fe组份的含量为40-75%（wt）。

为了因地制宜简化制备工艺，且对组织结构中的润滑相和强化相进一步的合理化，本发明超细铁铜复合粉末还包括如下改进：

所述超细铁铜复合粉末是先以工业原料级Fe粉、MoS₂粉和Y₂O₃粉为原料，经过球磨后制得超细Fe-MoS₂-Y₂O₃镀覆基体粉末，然后在溶有五水合硫酸铜CuS0₄·5H₂0及还原Fe粉的化学镀液中进行镀铜得到Cu-Fe-MoS₂-Y₂O₃复合前驱体粉末，再以氢气还原制得所述超细铁铜复合粉末；所述超细铁铜复合粉末中MoS₂：Y₂O₃的重量比例为1.5～15。

本发明超细铁铜复合粉末还包括如下的理化特征的优化：

所述超细铁铜复合粉末的费氏粒度小于0.95μm，氧含量≤0.5%（wt）。

显然，本发明超细铁铜复合粉末超细粒度便于有效进行机械混合，而且能够避免机械混合粉末烧结中常出现的易氧化、挥发的弊病。

相应地，本发明的另一技术解决方案是一种如上所述含钼钇的超细铁铜复合粉末的制备方法，所述方法包括如下步骤：