[发明专利]一种粉末冶金用高生坯强度金属粉末的制备方法

说明书

本发明公开一种粉末冶金用高生坯强度金属粉末的制备方法，所述制备方法包括制备混合蜡、制备粘结润滑用混合制剂、制备金属粉末。本发明制备的金属粉末在提高设计密度后，压制成生坯所需要的压制压力低，6.8g/cm³设计密度下所需压制压力为434‑437MPa，7.0g/cm³设计密度下所需压制压力为585‑591MPa，7.1g/cm³设计密度下所需压制压力为674‑680MPa。

技术领域

本发明涉及一种粉末冶金用高生坯强度金属粉末的制备方法，属于粉末冶金领域。

背景技术

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术，目前，粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。

为了克服粉末冶金零件低加工性能所引起的问题，可以采用生坯加工技术，即在烧结之前对零件进行切削加工，这一方法的优点在于：零件粉末颗粒之间极强的原子结合及硬化在烧结之前并未形成，而是以冷焊和颗粒间的机械啮合为主，切削力和切削区的温度均保持在较低范围，刀具的磨损及产生的热量较少，生产效率高，可解决钨基合金粉末冶金零件尺寸、形状受限及生产成本高等问题，扩大钨基合金的应用范围，但是由于粉末冶金的零件生坯强度通常比较低，故其加工抗力很低，由此将导致加工表面的光洁度较差，零件于加工过程中出现边缘破损甚至在装夹时即被破坏，因此，提高粉末冶金零件生坯的密度和强度是实现对其进行切削加工的关键所在。

增加生坯强度的方法包括主要包括预烧结工艺、温压工艺、添加润滑剂，其中预烧结工艺、温压工艺均需对设备要求较高，能耗较大，而且对生坯强度的提高有限，而添加聚合物类润滑剂不需要改变工艺，在金属粉末组分中添加后，采用常规方法预压就可以直接提高生坯强度，聚合物类润滑剂本身具有一定的力学强度，压制过程中可以在金属粉末之间形成连续微小且坚固的聚合物“焊点”，从而增加生坯强度，并且后续仅需要增加一步固化工艺，还可以进一步提高生坯强度，最后烧结工艺完成后聚合物类润滑剂可完全分解。

申请人发现，金属粉末中含有聚合物类润滑剂时，在压制过程中，压制出设计密度的生坯，相比于其他无机润滑剂，往往需要更高的压制压力，而且随着设计密度的增加，压制压力会急剧增加，从而增加生产的能耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的缺陷，通过制备粘结润滑用混合制剂，进一步制备金属粉末，在使用聚合物类润滑剂时，降低压制高密度生坯时的压制压力。

为解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

一种粉末冶金用高生坯强度金属粉末的制备方法，所述制备方法包括制备混合蜡、制备粘结润滑用混合制剂、制备金属粉末。

以下是对上述技术方案的进一步改进：

所述制备混合蜡的步骤包括油酸处理石蜡、制备硬脂酸镁复合石蜡、熔融共混；

所述油酸处理石蜡的方法为，将石蜡与四氯化碳混合搅拌，使石蜡完全溶解，然后加入油酸，控制温度为73-77℃，控制搅拌速度为900-1050r/min，进行搅拌，搅拌时间为42-55min，搅拌蒸馏去除四氯化碳，得到油酸处理石蜡。

所述石蜡、四氯化碳、油酸的质量比为9-11:32-38:6.5-7.5。

所述制备硬脂酸镁复合石蜡的方法为，将油酸处理石蜡加热至熔融态，加入固体氢氧化镁进行搅拌，搅拌时间为18-25min，然后再加入硬脂酸，继续进行搅拌，搅拌时间为140-160min，搅拌后冷却得到硬脂酸镁复合石蜡。

所述油酸处理石蜡、固体氢氧化镁、硬脂酸的质量比为80-90:4.5-5.5:20-24。