[发明专利]一种高通量研究制备铁基粉末冶金制品的装置和方法

权利要求书

1.一种铁基粉末冶金制品的高通量研究装置，其特征在于：包括有机物组元储存罐（1）、蠕动泵（2）、计算机（3）、粘结剂组元输送通道（4）、粘结剂混合溶液储存罐（5）、高压气体（6）、雾化喷嘴通道（7）、锥形混料器（8）、控温装置（9）、气力输送装置（10）、原料粉末储存罐（11）、收粉装置（12）、分料器（13）、粉末扬尘性采集单元（14）、粉末流动性和松装密度采集单元（15）、传动带（16）、粉末回收罐（17）、中间料靴（18）、全自动压机（19）、尺寸采集单元（20）和重量采集单元（21）；

有机物组元储存罐（1）通过蠕动泵（2）经粘结剂组元输送通道（4）与粘结剂混合溶液储存罐（5）相连；原料粉末储存罐（11）经雾化喷嘴通道（7）连接锥形混料器（8），粘结剂混合溶液储存罐（5）通过蠕动泵（2）连接锥形混料器（8）；每一锥形混料器均装有电热套加热模块、控温装置、入气通道、气体调控装置；锥形混料器（8）下端与收粉装置（12）连接；收粉装置（12）通过下端连接的分料器（13）与粉末扬尘性采集单元（14）、粉末流动性和松装密度采集单元（15）、中间料靴（18）相连；中间料靴（18）与全自动压机（19）相连；全自动压机（19）通过传送带（16）与尺寸采集单元（20）和重量采集单元（21）相连。

2.一种采用权利要求1所述装置高通量研究铁基粉末冶金制品的方法，其特征在于：首先将不同的有机物组元溶解在溶剂中并储存在有机物组元储存罐（1）内，蠕动泵（2）在计算机（3）的控制下通过粘结剂组元输送通道（4）向不同的粘结剂混合溶液储存罐（5）内加注不同的有机物组元，其中各有机物组元的加注量由计算机控制，有机物组元混合均匀后得到不同配方的粘结剂混合溶液；不同粒度组成的铁粉及合金元素粉末储存在原料粉末储存罐内；原料粉末通过雾化喷嘴通道进入到锥形混料器（8），粘结剂混合溶液储存罐（5）通过蠕动泵（2）进入锥形混料器（8）；原料粉末和粘结剂的混合物在锥形混料器内混合和干燥，干燥温度60-100℃；同时，惰性高压气体通过同样的雾化喷嘴通道进入雾化室，气体压力0.1-0.3MPa，并将粘结剂溶液雾化后喷洒进锥形混料器（8）；每一锥形混料器均装有电热套加热模块、控温装置、入气通道、气体调控装置，温度和气氛均由计算机进行控制和实时监测；锥形混料器（8）下端与收粉装置（12）连接；收粉装置（12）下端连接分料器，使粘结化粉末进入不同的检测通道进行粉末性能及压制性能分析，从分料器（13）出来的粉末大部分进入中间料靴（18），在全自动压机（19）上进行压制，得到铁基粉末压坯，进而制备铁基粉末冶金制品；少量含有粘结剂的混合粉末根据需要进入不同的检测通道进行粉末性能及压制性能分析；粉末扬尘性采集单元（14）和粉末流动性和松装密度采集单元（15）用于分析粉末的物理特性；进入中间料靴（18）的粉末在全自动压机（19）上进行压制，得到铁基粉末压坯，压坯通过传送带进入尺寸采集单元（20）和重量采集单元（21），从而得到压坯密度，用于压缩性评价；

通过高通量研究，能快速筛选最优的合金成分、粘结剂配方和工艺参数；针对定制化的产品设计特殊的成分，提高铁基粉末冶金制品质量。

3.根据权利要求2所述的一种高通量研究铁基粉末冶金制品的方法，其特征在于：所述铁基粉末冶金制品中所用的原料粉末粒度为：水雾化纯铁粉<150μm、超细锰粉<5μm、羰基镍粉<5μm、超细钼粉<5μm、超细铬粉<5μm、超细石墨粉<3μm；合金元素的质量百分含量为：超细锰粉为0%～0.1wt%，羰基镍粉0%～1.0wt%，超细钼粉0%～0.8wt%，超细铬粉0%～1.0wt%，超细石墨粉0.1%～0.5wt%，余量为水雾化纯铁粉。

4.根据权利要求2所述的一种高通量研究铁基粉末冶金制品的方法，其特征在于：所述的粘结剂组元的质量百分含量为：乙撑双硬脂酰胺20%～50%，微晶蜡15%～25%，棕榈酸5%～20%，硬脂酸5%～20%，石蜡5%～10%，硬脂酰胺0.5%～2%，反油酸0.1%～2%，十七烷酸0.1%～1%，茂金属盐0.2%～1%，添加少量的抗氧化剂168 0.1%～2%。