基本信息
- 项目名称：
- 短流程制备部分预合金铁粉实验研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目研究了一种短流程制备部分预合金铁粉的方法与工艺。传统的部分预合金铁粉生产工艺基本流程为氧化铁鳞（铁精矿粉）→一次还原→海绵铁（一次粉）→二次还原→二次粉→扩散合金化→部分预合金铁粉，工艺流程长，能耗大，生产成本高。本实验中以一次粉为原料，直接混入Ni、Mo、Cu等元素或其氧化物，使铁粉的二次还原与合金元素扩散粘结过程同时进行，缩短了工艺流程，降低了生产成本。
- 详细介绍：
- 本文中采用海绵铁（一次粉）为原料制备部分预合金铁粉，通过优化工艺参数，特别是还原温度和还原时间，在目前通用的二次还原炉上可以稳定生产含碳量为0.020%～0.030%的部分预扩散合金铁粉，该生产工艺流程短，成本较低。但是，要得到含碳量小于0.020%，特别是含碳量小于0.010%的粉末还有困难。试验表明，铜、镍、钼等对海绵铁的二次还原（脱氧、脱碳）过程有一定的影响，合金对铁粉中碳、氧的析出有迟滞作用。通过进一步优化实验工艺参数（温度、时间、气氛等），可以将粉末含碳量控制在0.015%以内，含氧量控制在0.2%以内，成分指标已经达到国家规定的粉末冶金零件的使用要求。要进一步降低含碳量，还需要做大量深入的研究。 目前粉末冶金行业中部分预合金铁粉的需求量不大，应用也不广泛，主要是受粉末质量不稳定，生产工艺流程长，成本高以及粉末冶金行业装备水平不高等因素的影响。但是，随着行业技术水平及装备制造水平的不断提高，以及生产分工的越来越细化和专业化，逐步设计制造并采用专用设备进行专门化生产，也是很有可能的，因此，要大力开展这方面的理论与实践应用研究
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本项目研究了一种短流程制备部分预合金铁粉的方法与工艺。传统的部分预合金铁粉生产工艺基本流程为氧化铁鳞（铁精矿粉）→一次还原→海绵铁（一次粉）→二次还原→二次粉→扩散合金化→部分预合金铁粉，工艺流程长，能耗大，生产成本高。本实验中以一次粉为原料，直接混入Ni、Mo、Cu等元素或其氧化物，使铁粉的二次还原与合金元素扩散粘结过程同时进行，缩短了工艺流程，降低了生产成本。
科学性、先进性及独特之处
- 本项目试验了一种与传统部分预合金铁粉生产不同的工艺，实验中以一次粉为原料，直接混入Ni、Mo、Cu等元素或其氧化物，在铁粉二次精还原炉中进行二次还原及合金元素的扩散粘结。与传统的部分预合金铁粉的生产工艺相比，该工艺中使铁粉的二次还原与合金元素扩散粘结过程同时进行，缩短了工艺流程，降低了生产成本。经实验室和工厂中试实验表明是可行的。
应用价值和现实意义
- 本项目试验了一种短流程制备部分预合金铁粉的方法和工艺流程，与传统的工艺相比较，缩短了工艺流程，降低了生产成本。而且，采用给工艺制备的粉末的压缩性与传统流程生产的粉末相当，适合用于大批量制造低合金高密度粉末冶金零件，对于企业降低生产成本，提高经济效益具有现实而重要的意义
学术论文摘要
- 本文中采用海绵铁（一次粉）为原料制备部分预合金铁粉，通过优化工艺参数，特别是还原温度和还原时间，在目前通用的二次还原炉上可以稳定生产含碳量为0.020%～0.030%的部分预扩散合金铁粉，该生产工艺流程短，成本较低。但是，要得到含碳量小于0.020%，特别是含碳量小于0.010%的粉末还有困难。试验表明，铜、镍、钼等对海绵铁的二次还原（脱氧、脱碳）过程有一定的影响，合金对铁粉中碳、氧的析出有迟滞作用。通过进一步优化实验工艺参数（温度、时间、气氛等），可以将粉末含碳量控制在0.015%以内，含氧量控制在0.2%以内，成分指标已经达到国家规定的粉末冶金零件的使用要求。要进一步降低含碳量，还需要做大量深入的研究。 目前粉末冶金行业中部分预合金铁粉的需求量不大，应用也不广泛，主要是受粉末质量不稳定，生产工艺流程长，成本高以及粉末冶金行业装备水平不高等因素的影响。但是，随着行业技术水平及装备制造水平的不断提高，以及生产分工的越来越细化和专业化，逐步设计制造并采用专用设备进行专门化生产，也是很有可能的，因此，要大力开展这方面的理论与实践应用研究。
获奖情况
- 未发表
鉴定结果
- 无
参考文献
- 无
同类课题研究水平概述
- 无
