[发明专利]复合活化烧结的无磁钢材料及其制造方法

说明书

本发明涉及一种复合活化烧结的无磁钢材料及其制造方法。所述制造方法包括如下步骤：复合合金粉的配制：Fe‑Mn预合金粉中加入复合活化剂FePRe、Fe粉和粘结剂混合，得复合合金粉；合金粉末生坯制备：将所述复合合金粉压制成型得到合金粉末生坯；烧结：将所述生坯进行烧结，得所述无磁钢材料。该制造方法能够在较低的烧结温度和较短的烧结时间条件下，制造出密度更高、抗拉强度和伸长率更优异的无磁钢材料，同时有效降低无磁钢材料的生产成本。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，特别是涉及一种复合活化烧结的无磁钢材料及其制造方法。

背景技术

无磁钢的相对磁导率μ值略大于1，在磁场中为磁化作用很弱，为基本不产生磁感应的低磁钢铁材料，故形象地称之为无磁钢。无磁钢室温组织要求为稳定的奥氏体，而铁素体、珠光体和马氏体组织在常温下为铁磁性，高锰无磁钢就是通过添加锰元素来扩大Fe-C合金相图中的奥氏体区，在室温条件下获得稳定的单相奥氏体组织。

工业上，高锰无磁钢产品一般是通过铸造获得，且加工硬化明显，对于精度要求高的小零件若能用粉末冶金的方法生产能很好地解决该问题。锰因与氧亲和力大、熔点高、易挥发等缺点较难进行合金化，以Fe-Mn预合金粉的形式引入可以解决这些弊端，又可以保证材料的磁性不变。但是存在Fe-Mn预合金粉本身具有强烈加工硬化的特性、压缩性差、氧化严重、生坯强度低，烧结密度低等不足。

现有采用高锰预合金粉以粉末冶金制造无磁钢工艺，为了提高粉料的压制性和烧结密度，主要是通过加入高含量压缩性好的Cu粉提高成型性，同时利用其液相烧结的作用，提高烧结密度以获得高密度烧结的无磁制品。但是该方法采用的Cu粉价格高，导致工艺的成本居高不下。另有方法利用FeB作为活化剂进行液相烧结，但是其烧结温度(1200℃～1280℃)高，高温烧结时间(1.5～2h)长，导致烧结成本高及烧结炉的寿命短。

因此，现有的无磁钢制造方法均难以满足市场高性价比的需求，且虽然能够获得较高密度烧结的无磁制品，但是无磁钢的力学性能仍有待提高。

发明内容

基于此，有必要提供一种复合活化烧结的无磁钢材料的制造方法。该制造方法能够在较低的烧结温度和较短的烧结时间条件下，制造出密度更高、抗拉强度和伸长率更优异的无磁钢材料，同时有效降低无磁钢材料的生产成本。

一种复合活化烧结的无磁钢材料的制造方法，包括如下步骤：

复合合金粉的配制：

Fe-Mn预合金粉中加入复合活化剂FePRe、Fe粉和粘结剂混合，得复合合金粉；其中，所述复合活化剂FePRe为FeP中间合金粉和富Ce复合稀土粉的混合物；所述复合活化剂的用量为所述Fe-Mn预合金粉重量的0.75～3.5％，Fe粉的用量为所述Fe-Mn预合金粉和复合活化剂总重量的5～10％；

合金粉末生坯制备：将所述复合合金粉压制成型得到合金粉末生坯；

烧结：将所述合金粉末生坯进行烧结，得所述无磁钢材料。

在其中一个实施例中，以占所述Fe-Mn预合金粉的重量百分比计，所述复合活化剂中所述FeP中间合金粉的含量为0.5～3％，富Ce复合稀土粉的含量为0.25～0.5％。

在其中一个实施例中，所述FeP中间合金粉中P的重量百分比为15～25％；及/或，所述富Ce复合稀土粉中Ce的重量百分比为44～46％。

在其中一个实施例中，所述FeP中间合金粉的粒度为150～350目；及/或，所述富Ce复合稀土粉的粒度为300～500目。

在其中一个实施例中，所述复合活化剂的用量为所述Fe-Mn预合金粉重量的2～2.5％，Fe粉的用量为所述Fe-Mn预合金粉和复合活化剂总重量的6～8％。