[发明专利]一种铝铁合金分次熔炼粉末冶金成型工艺

说明书

本发明公开了一种铝铁合金分次熔炼粉末冶金成型工艺，将铝这一主要组份中的一部分或是铝和铁这两个主要组份中的一部分制成铝棒，小组分与剩余的铝或是铝铁混合与制成的铝棒一同浇筑成合金棒。在利用高频感应加热，在合金棒底端形成液滴。铝棒内有轴向通孔，在形成液滴的同时，向液滴内或是液滴上吹气。吹气的位置在真空的收集罐中，气体在真空环境下，会膨胀，将液滴爆开，形成均匀的金属粉末颗粒。最后利用组份已经基本均匀的合金粉末颗粒，二次熔炼。二次熔炼，由于组份以经基本均匀，搅拌更充分，成品率高，且质量稳定。每个环节都可控性更强，及时是调整参数或是组份，设备的适应更快。更有利于生产高品质产品。

技术领域

本发明涉及铝铁合金的冶炼工艺，尤其涉及铝铁合金分次熔炼粉末冶金成型的工艺。

背景技术

第一部分，粉末冶金时，将大小组份金属都在同一个容器中融熔之后，进行搅拌，尽可能使各组分混合均匀，并避免明显偏析情况的发生。

第二部分，粉末冶金的具体工艺就是熔化后搅拌，搅拌后将金属熔液制成金属粉末，再将粉末熔压制成所需的金属块或其它形状。

但本申请发明人在实现本申请实施例中发明技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：

合金中多有一些小组分金属，1-5的组份，或是多个小组分金属。但是铝的总量很大，为了提高合金组份的稳定性，通常单次熔炼的量较大。这样，单次熔炼量较大，要保证组份均匀就比较困难，偏析的情况常常发生。往往就需要长时间的熔化和搅拌。而且所有的组份在一起熔化，对于熔炼来说，就有多个维度需要控制，组份的均匀，避免偏析，熔体温度等等，对最终品质有影响的指标都需要考虑，需要综合考虑，往往最后的选择是妥协的结果。最终产品的可控性非常低。

大量的金属熔液，后续要进行雾化，雾化的过程相对较慢，此时需要精细的控制金属熔液的均匀性，温度和搅拌要始终保持金属组份的一致性。但是，金属熔液逐渐减少，加热设备和搅拌设备的控制需要不断的调整，提高了生产的难度，设备的损耗加重。

此外，粉末冶金时使用的气雾化设备如果使用专用于粉末冶金或是3D打印使用的金属粉末雾化设备，则气流流速高，设备精密，生产成本很高，对于原材料生产厂商来说并不适用。因此，使用的雾化设备，通常仅仅是把金属液滴吹散，但是金属粉末颗粒有较多的大颗粒，非常不均匀，对后续的熔压制成块状或是其他形状时就非常不利。其内部空气多，不易排出，加热有可能产生氧化。熔化时间和所需的压力也要加长，成本升高。

发明内容

本申请实施例通过提供一种铝铁合金分次熔炼粉末冶金成型工艺，解决了现有技术中独权能解决的技术问题，降低了对每个生产环节的要求，可控性更高，提高产品质量的稳定性和成品率。

本申请实施例提供了一种铝铁合金分次熔炼粉末冶金成型工艺，包括以下步骤，

1)铝棒制备

计算单次粉末冶金所需铝用量，使用所有铝组份的50-100％，熔化后浇铸成圆柱状，其内带有同轴通孔，同轴通孔的直径0.5-1.5mm；

2)小组分熔炼

将合金中除铝以外的组份以及步骤1)中未制成铝棒剩余的铝，在坩埚中熔化，高于熔点温度10-50度，电磁搅拌10-20min；

3)合金棒制备

铝棒放入合金浇铸模具中，合金浇铸模具内腔为圆柱形与铝棒同轴，铝棒外圆柱面与模具之间形成的空间用于浇铸步骤2)中的小组分金属熔液；

4)合金棒粉末制备

使用一个输送箱，底端开口与收集罐顶端密封连通，连通处固定一个密封板，密封板中心开通孔，通孔直径比合金棒直径大2-3mm；

将合金棒夹持在输送辊组上，并使合金棒匀速向下移动，合金棒与密封板中心的通孔同轴；