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預(yù)合金化鐵粉制造方法分為霧化法、濕法冶金法、機(jī)械合金化法。
高壓霧化法
預(yù)合金粉末高壓霧化法是按照設(shè)計(jì)好的胎體配比,在燒結(jié)之前預(yù)先將各種成分的金屬熔煉成合金,然后霧化噴粉,得到所需粒度的胎體粉末。霧化法可采用水霧化或氣體霧化。氣體霧化可用空氣、氮?dú)饣驓鍤獾葰怏w,冷卻速率快,粉末晶粒細(xì),粉末收得率高,成本低。通過(guò)調(diào)節(jié)噴嘴幾何尺寸,控制霧化介質(zhì)及其他工藝參數(shù),可獲得一定尺寸與形狀(球狀或不規(guī)則形狀)的金屬粉末。
濕法冶金法
濕法冶金法是將金屬離子在水中溶解.合金中的不同元素金屬(如鈷、銅、鐵亞鹽溶液)按正確的比例混合于溶液中形成金屬鹽,然后沉淀經(jīng)還原而獲得很細(xì)的金屬合金粉末,其粒度在10μm以下,形狀為似球形的多孔團(tuán)聚體,具有很好的流動(dòng)性、壓制性與良好的燒結(jié)性能,燒結(jié)溫度低、硬度高、韌性好,對(duì)金剛石有很好的把持力,制成的金剛石工具切割很好。
機(jī)械合金化法
機(jī)械合金化法是將兩種或兩種以上的金屬粉未放置在高能球磨機(jī)內(nèi),通過(guò)粉未顆粒與磨球之間長(zhǎng)時(shí)間激烈地沖擊、碰撞,使粉末顆粒反復(fù)產(chǎn)生冷焊、斷裂,使粉末顆粒中原子擴(kuò)散,從而獲得合金化粉末。
優(yōu)點(diǎn)
預(yù)合金粉末由于每個(gè)粉末顆粒都包含組成合金的各種金屬元素,因此預(yù)合金粉成分均勻性相當(dāng)好。由于其共熔點(diǎn)比合金中單元素熔點(diǎn)要低得多,在燒結(jié)過(guò)程中,只要溫度達(dá)到預(yù)合金粉末的液相線以上一點(diǎn)時(shí),整個(gè)黏結(jié)金屬成分的粉末熔化,所以預(yù)合金粉末燒結(jié)涅度低,使用預(yù)合金粉末有以下顯著優(yōu)點(diǎn):
(1)預(yù)合金粉刀頭比機(jī)械混合粉末刀頭元素分布均勻,從根本上避免了成分偏析;
(2)預(yù)合金粉合金化充分,組織均勻,大大提高了燒結(jié)制品的抗壓、抗彎強(qiáng)度,易于滿足金剛石制品胎體性能要求;
(3)由于預(yù)先合金化大大降低了燒結(jié)過(guò)程中金屬原子的擴(kuò)散所需的激活能,降低了燒結(jié)溫度, 縮短了燒結(jié)時(shí)間,可避免金剛石高溫?fù)p傷;
(4)繞結(jié)溫度低.降低了能耗,有利于降低成本;
(5)減少了石墨模具消耗,也有利于降低成本;
(6)預(yù)合金粉抗氧化能力強(qiáng),燒結(jié)性能好;
(7)預(yù)合金粉胎體具有高硬度和高沖擊強(qiáng)度;
(8)預(yù)合金粉可據(jù)高對(duì)金剛石的把持力,金剛石突出高,從而提高金剛石工具的鋒利度,延長(zhǎng)工具的使用壽命 ;
(9)在切割性能相同的情況下,使用預(yù)合金粉可降低金剛石濃度15%~20%,使生產(chǎn)成本更低廉。
特點(diǎn)
鈷具有很多的優(yōu)越性能.如對(duì)金剛石的把持力較好,良好的燒結(jié)性能,產(chǎn)品密度高,與其他金屬粉末的相容性較好,在金剛石工具預(yù)合金粉末中得到了廣泛應(yīng)用,但由于其價(jià)格昂貴,供貨渠道不穩(wěn)定,以及在航空航天、國(guó)防工業(yè)、硬質(zhì)合金與電池工業(yè)中的戰(zhàn)略資源地位,因此近年來(lái)金剛石工具預(yù)合金粉的研制與生產(chǎn)主要集中在代鈷預(yù)合金粉,其具有下列特點(diǎn):
(1) 預(yù)合金粉末在化學(xué)組分上向低鈷與無(wú)鈷胎發(fā)展,以進(jìn)一步降低成本與提高性價(jià)比。
(2) 預(yù)合金粉末的使用性能進(jìn)一步完善與提高。如采用各種方法提高預(yù)合金粉的密度、沖擊強(qiáng)度與硬度,降低其燒結(jié)溫度、減少脆性相的產(chǎn)生,改善其成分的均勻性;
(3)產(chǎn)品向胎體全預(yù)合金化發(fā)展。與預(yù)合金粉發(fā)展初期主要生產(chǎn)基礎(chǔ)預(yù)合金粉不同,近期發(fā)展的預(yù)合金粉都是針對(duì)特定的用途,不用添加其他粉末的全預(yù)合金粉胎體。