高性能粉末及其成型方法与流程

专利2024-09-26  70



1.本发明涉及粉末制备技术领域,具体为高性能粉末及其成型方法。


背景技术:

2.传统机械制造加工是“做减法”,找一个毛坯,去掉不需要的部分,去掉的部分也是被废弃的材料,这种加工方式非常浪费材料,随着科技的发展,人们在生产制造的过程中发现了粉末冶金的方法,这种方法操作简单,成型快,因此粉末冶金也就取代了传统机械制造加工。
3.在现在粉末冶金行业中,人们越来越重视粉末的性能,因为粉末的性能直接影响到制作产品的性能,但是目前使用粉末进行制作产品时,因制作时粉末的强度不够,导致使用粉末冶金的产品出现形变,减小产品的使用寿命,因此,提出高性能粉末及其成型方法显得非常必要。


技术实现要素:

4.(一)解决的技术问题针对现有技术的不足,本发明提供了高性能粉末及其成型方法,主要为解决现有的作时粉末的强度不够,导致使用粉末冶金的产品出现形变,减小产品的使用寿命的问题。
5.(二)技术方案为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:高性能粉末,其配方包括:50-60份铁粉、20-25份铜粉、10-15份钒粉、5-7份镍粉、8-12份石墨粉、4-6份铝粉、3-9份氧化锌、2-5份硫化亚锰、4-7份氧化铝、10-15份铬粉、5-8份润滑剂。
6.进一步的,所述铁粉、铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌粉、硫化亚锰粉、氧化铝粉、铬粉的粒度均为0.7-1μm。
7.在前述方案的基础上,所述润滑剂的制作材料包括:15-20份磷酸三丙酯、5-7份氯化石蜡、10-15份氧化镁微粒、3-9份脂肪酸锌、4-8份羧酸酰胺、10-12份硬脂酸锌、5-7份硼酸。
8.本发明还提出高性能粉末成型方法,包括以下步骤:。
9.s1:还原,将铁粉和铜粉分别置于还原炉中,在氢气气氛保护下进行还原,还原温度:铁粉为650-750℃,铜粉为360-440℃,保温时间均为2-5h,得到还原后的还原铁粉和铜粉; s2:搅拌,将还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂放进搅拌装置中进行搅拌,得到混合材料;s3:球磨,将s2中的混合材料放进球磨机中,在转速为300-350r/min下球磨30-50min,得到高性能粉末;s4:筛选,将s3中的高性能粉末经140-150目的筛网进行筛分,对合格的高性能粉
末进行下一步,将不合格的高性能粉末重新球磨;s5:烘干,将s4中合格的高性能粉末放进烘箱内,在110-160℃的条件下保温2-4h,以除去所述高性能粉末中的水分。
10.作为本发明再进一步的方案,所述s2中搅拌装置的转速为150-250r/min,搅拌时间为15-20min。
11.进一步的,所述搅拌装置包括壳体,所述壳体内活动连接有连接轴,连接轴的外侧固定连接有多个第一连接杆,第一连接杆的一端转动链接有转动杆,转动杆的外侧固定连接有螺旋片,所述转动杆的顶端固定连接有圆台,且圆台与壳体相接触,所述连接轴的外侧固定连接有多个螺旋架,所述连接轴的外侧固定连接有多个第二连接杆,第二连接杆的一端固定连接有固定管,固定管内活动连接有电动伸缩杆,电动伸缩杆的底端固定连接有滚轮,且滚轮与壳体相固定,所述电动伸缩杆的顶端固定连接有连接柱,连接柱的顶端固定连接有楔型块,所述壳体的顶部固定连接有电机,且电机输出轴穿过壳体与连接轴相固定。
12.在前述方案的基础上,所述壳体的顶部固定连接有多个加料管,所述壳体的一侧固定连接有出料管,所述出料管的顶部开设有插口,插口内活动连接有挡板。
13.作为本发明再进一步的方案,所述壳体的底部外壁固定连接有多个支撑杆,且支撑杆均匀分布,所述支撑杆之间固定连接有固定杆。
14.(三)有益效果与现有技术相比,本发明提供了高性能粉末及其成型方法,具备以下有益效果:1、本发明通过加入铬粉,充分利用铬对钢的合金化作用使高性能粉末在制作产品后,能够提高制作产品的拉伸度和强度,使产品不会轻易的发生变形,提高了产品的使用寿命。
15.2、本发明通过对铁粉和铜粉进行还原处理,能够增强高性能粉末制成产品后产品的强度、硬度、塑性、耐热强度和抗氧化性,使其具有强度高、密度低、膨胀率低、变形量小、耐磨性良好等优点。
16.3、本发明通过对高性能粉末进行球磨,以便增大高性能粉末比表面积,从而在使用高性能粉末的过程中,使高性能粉末更加致密化,同时本发明对工艺步骤进行优化,提高了生产效率,减少了能源的浪费。
附图说明
17.图1为本发明提出的高性能粉末成型方法中搅拌装置的立体结构示意图;图2为本发明提出的高性能粉末成型方法中搅拌装置的内部结构示意图;图3为本发明提出的高性能粉末成型方法中搅拌装置的局部剖视结构示意图;图4为本发明提出的高性能粉末成型方法的流程结构示意图。
18.图中:1、壳体;2、加料管;3、出料管;4、挡板;5、支撑杆;6、固定杆;7、连接轴;8、第一连接杆;9、圆台;10、转动杆;11、螺旋片;12、螺旋架;13、第二连接杆;14、固定管;15、滚轮;16、连接柱;17、楔型块;18、电动伸缩杆。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
20.实施例1参照图1-图4,高性能粉末,其配方包括:50份铁粉、20份铜粉、10份钒粉、5份镍粉、8份石墨粉、4份铝粉、3份氧化锌、2份硫化亚锰、4份氧化铝、10份铬粉、5份润滑剂,通过加入铬粉,充分利用铬对钢的合金化作用使高性能粉末在制作产品后,能够提高制作产品的拉伸度和强度,使产品不会轻易的发生变形,提高了产品的使用寿命。
21.本发明中,铁粉、铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌粉、硫化亚锰粉、氧化铝粉、铬粉的粒度均为0.7μm,润滑剂的制作材料包括:15份磷酸三丙酯、5份氯化石蜡、10份氧化镁微粒、3份脂肪酸锌、4份羧酸酰胺、10份硬脂酸锌、5份硼酸。
22.本发明提出了高性能粉末成型方法,包括以下步骤:s1:还原,将铁粉和铜粉分别置于还原炉中,在氢气气氛保护下进行还原,还原温度:铁粉为650℃,铜粉为360℃,保温时间均为2h,得到还原后的还原铁粉和铜粉,通过对铁粉和铜粉进行还原处理,能够增强高性能粉末制成产品后产品的强度、硬度、塑性、耐热强度和抗氧化性,使其具有强度高、密度低、膨胀率低、变形量小、耐磨性良好等优点; s2:搅拌,将还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂放进搅拌装置中进行搅拌,得到混合材料,搅拌装置的转速为150r/min,搅拌时间为15min;s3:球磨,将s3中的混合材料放进球磨机中,在转速为300r/min下球磨30min,得到高性能粉末;s4:筛选,将s3中的高性能粉末经140目的筛网进行筛分,对合格的高性能粉末进行下一步,将不合格的高性能粉末重新球磨;s5:烘干,将s4中合格的高性能粉末放进烘箱内,在110℃的条件下保温2h,以除去高性能粉末中的水分,通过对高性能粉末进行球磨,以便增大高性能粉末比表面积,从而在使用高性能粉末的过程中,使高性能粉末更加致密化,同时本发明对工艺步骤进行优化,提高了生产效率,减少了能源的浪费。
23.本发明中,需要特别说明的,搅拌装置包括壳体1,壳体1内转动连接有连接轴7,连接轴7的外侧通过螺栓固定有多个第一连接杆8,第一连接杆8的一端转动链接有转动杆10,转动杆10的外侧焊接有螺旋片11,转动杆10的顶端焊接有圆台9,且圆台9与壳体1相接触,连接轴7的外侧焊接有多个螺旋架12,电机带动连接轴7转动,连接轴7带动第一连接杆8、螺旋架12和第二连接杆13进行转动,螺旋架12会对壳体1内的还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂进行搅拌混合,同时第一连接杆8带动转动杆10转动,转动杆10带动螺旋片11转动,对还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂进行双重搅拌混合,在转动杆10转动的同时,转动杆10会童国圆台9与壳体1之间的摩擦力进行再转,从而使螺旋片11再次对还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂进行多重搅拌混合,连接轴7的外侧通过螺栓固定有多个第二连接杆13,第二连接杆13的一端通过螺栓固定有固定管14,固定管14内转动连接有电动伸缩杆18,电动伸缩杆18的底端通过螺
栓固定有滚轮15,且滚轮15与壳体1相固定,电动伸缩杆18的顶端通过螺栓固定有连接柱16,连接柱16的顶端通过螺栓固定有楔型块17,壳体1的顶部通过螺栓固定有电机,且电机输出轴穿过壳体1与连接轴7相固定,壳体1的顶部焊接有多个加料管2,壳体1的一侧焊接有出料管3,出料管3的顶部开设有插口,插口内滑动连接有挡板4,壳体1的底部外壁通过螺栓固定有多个支撑杆5,且支撑杆5均匀分布,支撑杆5之间焊接有固定杆6。
24.工作原理:将还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂童国加料管2放进壳体1内,启动电机和电动伸缩杆18,电机带动连接轴7转动,连接轴7带动第一连接杆8、螺旋架12和第二连接杆13进行转动,螺旋架12会对壳体1内的还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂进行搅拌混合,同时第一连接杆8带动转动杆10转动,转动杆10带动螺旋片11转动,对还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂进行双重搅拌混合,在转动杆10转动的同时,转动杆10会童国圆台9与壳体1之间的摩擦力进行再转,从而使螺旋片11再次对还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂进行多重搅拌混合,同时第二连接杆13带动固定管14转动,固定管14带动电动伸缩杆18移动,电动伸缩杆18带动连接柱16和滚轮15转动,同时电动伸缩杆18进行伸长和收缩,从而通过连接柱16带动楔型块17进行往复移动,滚轮15在转动的同时会通过与壳体1之间的摩擦力进行转动,从而使楔型块17进行转动,从而对料物进行搅动,增加料物的流动率,使料物混合的更加均匀。
25.实施例2参照图1-图4,高性能粉末,其配方包括:60份铁粉、25份铜粉、15份钒粉、7份镍粉、12份石墨粉、6份铝粉、9份氧化锌、5份硫化亚锰、7份氧化铝、15份铬粉、8份润滑剂,通过加入铬粉,充分利用铬对钢的合金化作用使高性能粉末在制作产品后,能够提高制作产品的拉伸度和强度,使产品不会轻易的发生变形,提高了产品的使用寿命。
26.本发明中,铁粉、铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌粉、硫化亚锰粉、氧化铝粉、铬粉的粒度均为1μm,润滑剂的制作材料包括:20份磷酸三丙酯、7份氯化石蜡、15份氧化镁微粒、9份脂肪酸锌、8份羧酸酰胺、12份硬脂酸锌、7份硼酸。
27.本发明提出了高性能粉末成型方法,包括以下步骤:s1:还原,将铁粉和铜粉分别置于还原炉中,在氢气气氛保护下进行还原,还原温度:铁粉为750℃,铜粉为440℃,保温时间均为5h,得到还原后的还原铁粉和铜粉,通过对铁粉和铜粉进行还原处理,能够增强高性能粉末制成产品后产品的强度、硬度、塑性、耐热强度和抗氧化性,使其具有强度高、密度低、膨胀率低、变形量小、耐磨性良好等优点; s2:搅拌,将还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂放进搅拌装置中进行搅拌,得到混合材料,搅拌装置的转速为250r/min,搅拌时间为20min;s3:球磨,将s3中的混合材料放进球磨机中,在转速为350r/min下球磨50min,得到高性能粉末;s4:筛选,将s3中的高性能粉末经150目的筛网进行筛分,对合格的高性能粉末进行收集,将不合格的高性能粉末重新球磨;s5:烘干,将s4中合格的高性能粉末放进烘箱内,在160℃的条件下保温4h,以除去
高性能粉末中的水分,通过对高性能粉末进行球磨,以便增大高性能粉末比表面积,从而在使用高性能粉末的过程中,使高性能粉末更加致密化,同时本发明对工艺步骤进行优化,提高了生产效率,减少了能源的浪费。
28.本发明中,需要特别说明的,搅拌装置包括壳体1,壳体1内转动连接有连接轴7,连接轴7的外侧通过螺栓固定有多个第一连接杆8,第一连接杆8的一端转动链接有转动杆10,转动杆10的外侧焊接有螺旋片11,转动杆10的顶端焊接有圆台9,且圆台9与壳体1相接触,连接轴7的外侧焊接有多个螺旋架12,电机带动连接轴7转动,连接轴7带动第一连接杆8、螺旋架12和第二连接杆13进行转动,螺旋架12会对壳体1内的还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂进行搅拌混合,同时第一连接杆8带动转动杆10转动,转动杆10带动螺旋片11转动,对还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂进行双重搅拌混合,在转动杆10转动的同时,转动杆10会童国圆台9与壳体1之间的摩擦力进行再转,从而使螺旋片11再次对还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂进行多重搅拌混合,连接轴7的外侧通过螺栓固定有多个第二连接杆13,第二连接杆13的一端通过螺栓固定有固定管14,固定管14内转动连接有电动伸缩杆18,电动伸缩杆18的底端通过螺栓固定有滚轮15,且滚轮15与壳体1相固定,电动伸缩杆18的顶端通过螺栓固定有连接柱16,连接柱16的顶端通过螺栓固定有楔型块17,壳体1的顶部通过螺栓固定有电机,且电机输出轴穿过壳体1与连接轴7相固定,壳体1的顶部焊接有多个加料管2,壳体1的一侧焊接有出料管3,出料管3的顶部开设有插口,插口内滑动连接有挡板4,壳体1的底部外壁通过螺栓固定有多个支撑杆5,且支撑杆5均匀分布,支撑杆5之间焊接有固定杆6。
29.工作原理:将还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂童国加料管2放进壳体1内,启动电机和电动伸缩杆18,电机带动连接轴7转动,连接轴7带动第一连接杆8、螺旋架12和第二连接杆13进行转动,螺旋架12会对壳体1内的还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂进行搅拌混合,同时第一连接杆8带动转动杆10转动,转动杆10带动螺旋片11转动,对还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂进行双重搅拌混合,在转动杆10转动的同时,转动杆10会童国圆台9与壳体1之间的摩擦力进行再转,从而使螺旋片11再次对还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂进行多重搅拌混合,同时第二连接杆13带动固定管14转动,固定管14带动电动伸缩杆18移动,电动伸缩杆18带动连接柱16和滚轮15转动,同时电动伸缩杆18进行伸长和收缩,从而通过连接柱16带动楔型块17进行往复移动,滚轮15在转动的同时会通过与壳体1之间的摩擦力进行转动,从而使楔型块17进行转动,从而对料物进行搅动,增加料物的流动率,使料物混合的更加均匀。
30.在该文中的描述中,需要说明的是,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

技术特征:
1.高性能粉末,其特征在于,其配方包括:50-60份铁粉、20-25份铜粉、10-15份钒粉、5-7份镍粉、8-12份石墨粉、4-6份铝粉、3-9份氧化锌、2-5份硫化亚锰、4-7份氧化铝、10-15份铬粉、5-8份润滑剂。2.根据权利要求1所述的高性能粉末,其特征在于,所述铁粉、铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌粉、硫化亚锰粉、氧化铝粉、铬粉的粒度均为0.7-1μm。3.根据权利要求1所述的高性能粉末,其特征在于,所述润滑剂的制作材料包括:15-20份磷酸三丙酯、5-7份氯化石蜡、10-15份氧化镁微粒、3-9份脂肪酸锌、4-8份羧酸酰胺、10-12份硬脂酸锌、5-7份硼酸。4.高性能粉末成型方法,其特征在于,包括以下步骤:s1:还原,将铁粉和铜粉分别置于还原炉中,在氢气气氛保护下进行还原,还原温度:铁粉为650-750℃,铜粉为360-440℃,保温时间均为2-5h,得到还原后的还原铁粉和铜粉; s2:搅拌,将还原铁粉、还原铜粉、钒粉、镍粉、石墨粉、铝粉、氧化锌、硫化亚锰、氧化铝、铬粉和润滑剂放进搅拌装置中进行搅拌,得到混合材料;s3:球磨,将s3中的混合材料放进球磨机中,在转速为300-350r/min下球磨30-50min,得到高性能粉末;s4:筛选,将s3中的高性能粉末经140-150目的筛网进行筛分,对合格的高性能粉末进行下一步,将不合格的高性能粉末重新球磨;s5:烘干,将s4中合格的高性能粉末放进烘箱内,在110-160℃的条件下保温2-4h,以除去所述高性能粉末中的水分。5.根据权利要求4所述的高性能粉末成型方法,其特征在于,所述s2中搅拌装置的转速为150-250r/min,搅拌时间为15-20min。6.根据权利要求4所述的高性能粉末成型方法,其特征在于,所述搅拌装置包括壳体(1),所述壳体(1)内活动连接有连接轴(7),连接轴(7)的外侧固定连接有多个第一连接杆(8),第一连接杆(8)的一端转动链接有转动杆(10),转动杆(10)的外侧固定连接有螺旋片(11),所述转动杆(10)的顶端固定连接有圆台(9),且圆台(9)与壳体(1)相接触,所述连接轴(7)的外侧固定连接有多个螺旋架(12),所述连接轴(7)的外侧固定连接有多个第二连接杆(13),第二连接杆(13)的一端固定连接有固定管(14),固定管(14)内活动连接有电动伸缩杆(18),电动伸缩杆(18)的底端固定连接有滚轮(15),且滚轮(15)与壳体(1)相固定,所述电动伸缩杆(18)的顶端固定连接有连接柱(16),连接柱(16)的顶端固定连接有楔型块(17),所述壳体(1)的顶部固定连接有电机,且电机输出轴穿过壳体(1)与连接轴(7)相固定。7.根据权利要求6所述的高性能粉末成型方法,其特征在于,所述壳体(1)的顶部固定连接有多个加料管(2),所述壳体(1)的一侧固定连接有出料管(3),所述出料管(3)的顶部开设有插口,插口内活动连接有挡板(4)。8.根据权利要求7所述的高性能粉末成型方法,其特征在于,所述壳体(1)的底部外壁固定连接有多个支撑杆(5),且支撑杆(5)均匀分布,所述支撑杆(5)之间固定连接有固定杆(6)。

技术总结
本发明涉及粉末制备技术领域,且公开了高性能粉末,其配方包括:50-60份铁粉、20-25份铜粉、10-15份钒粉、5-7份镍粉、8-12份石墨粉、4-6份铝粉、3-9份氧化锌、2-5份硫化亚锰等材料;本发明还提出高性能粉末成型方法,包括以下步骤:S1:还原,将铁粉和铜粉分别置于还原炉中,在氢气气氛保护下进行还原等步骤。本发明不仅能够提高制作产品的拉伸度和强度,使产品不会轻易的发生变形,提高了产品的使用寿命,而且能够使其具有强度高、密度低、膨胀率低、变形量小、耐磨性良好等优点,还能够对工艺步骤进行优化,提高了生产效率,减少了能源的浪费。减少了能源的浪费。减少了能源的浪费。


技术研发人员:颜贵生
受保护的技术使用者:泉州市五虎山冶金粉末有限公司
技术研发日:2022.07.18
技术公布日:2022/11/1
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