CN111014657A - 用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末及其制备方法,属于金属材料粉末冶金的技术领域。所述的FeCuNiSn系合金粉末,组分有Fe‑Cu‑Ni‑Sn预合金粉末和Cr3C2或/和Mo2C超细添加剂粉末。制备方法采用高温液态熔炼及高压水雾化方法,制备出Fe‑Cu‑Ni‑Sn四组元预合金粉末,或再与超细添加剂粉末混配均匀得到FeCuNiSn系合金粉末。本发明可弱化粉末烧结体的耐磨性、降低烧结温度,提高烧结胎体的致密度、抗弯强度及对金刚石的把持力,改善工具的锋利度;Cr3C2或/和Mo2C的添加更是明显的提高金刚石制品的锋利度,满足对金刚石制品的干切/干磨、高效加工的发展需求。
Description
技术领域
本发明属于金属材料粉末冶金的技术领域,具体涉及一种用于金刚石制品的水雾化Fe-Cu-Ni-Sn预合金粉末的成分设计、雾化制备方法及其与超细Cr3C2、超细Mo2C间的功能化组合应用。
背景技术
金刚石制品广泛应用于石材加工、陶瓷加工、建筑施工等众多应用领域,其中,金属结合剂制品的消费量约占全部制品消费量的85%左右。金属结合剂按成分类别划分主要有铁基、铜基及钴基,按原材料的制备方式划分则主要分为单质粉末与合金粉末,而合金粉末按制备方法又可分为水雾化粉末、化学法粉末、机械球磨粉末等,其中水雾化预合金粉末是应用量最大的一种。金刚石制品的核心切削元件是金刚石单晶,而金刚石单晶能否正常发挥功效则主要取决于两个方面:一是烧结胎体对其所具有的固结能力—把持力,二是金刚石能否顺利出刃—合适的胎体磨损性。在单质粉末体系中,钴基性能最佳,但价格昂贵,着力发展铁基结合剂是全球金钢石制品行业的发展趋势;但现存的铁基单质粉末体系存在着粉末粒度粗、质量稳定性差、烧结合金化不足等缺点,最突出的问题是烧结胎体对金刚石的把持力与磨损性间存在着很大的协调矛盾:若着力增强把持力,则胎体过于耐磨,金刚石不易出刃,工具的锋利度不足;若弱化胎体磨损性来提高锋利度,则胎体对金刚石的把持力随之下降,工具的寿命大幅度降低。为了克服单质粉末体系的缺陷,提高金属结合剂烧结胎体的合金化能力、对金刚石的把持力、润湿性,并显著改善胎体与金刚石间的磨损适配性,预合金粉末应运而生,其生产方法有化学共沉淀法、水雾化/气雾化法及机械球磨法等。
化学共沉淀法预合金粉末具有粒度细、烧结活性高、合金化能力强等优点,但存在着生产成本高、价格贵、可用元素种类有限等缺点,特别是生产过程中的残余物污染严重,受环保控制的限制较大。专利CN107243644A公布了一种化学共沉淀法制备的Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末,元素配比为48%~50%Cu、28%~30%Fe、8%~10%Ni、8%~10%Sn,合金粉末具有良好的机械性能,但因生产成本较高而使其应用受限。
机械球磨制备合金粉末的合金化方法具有设备简单、元素间的自由组配空间大、冷压成型性好等优点。专利CN102133640A公布了一种用铁基预合金粉末制备金刚石刀头的方法,将质量百分比分别为55%~75%的Fe粉、1%~20%的Cu粉、1%~10%的Ni粉、1%~10%的W粉、1%~10%的Mo粉、1%~10%的Ti粉、1%~10%的炭黑、0.5%~10%的B4C粉均匀混合后在惰性气体保护下进行高能球磨,球磨20~40小时,得到铁基预合金粉末,对粉末进行钝化处理并与金刚石混合后高温烧结制备金刚石刀头。但此种方法存在着球磨时间长而导致生产效率低、单批次的生产量小、元素间的互扩散合金化能力有限、球磨后的粉末氧含量高、质量稳定性差等缺点,在工业规模化生产中极少应用。
因此,提高生产效率及合金化能力、保持规模化生产的产品质量稳定性、降低金刚石制品的烧结温度、有效改善金刚石制品的锋利度、拓展单品种预合金粉末的应用广谱性,对预合金粉末的规模化推广应用及提高金刚石制品的品质具有重要的工程应用价值。
水雾化预合金粉末具有生产效率高、生产成本低、生产过程基本无环境污染、合金化元素的种类多且成分比例任意可调、粉末烧结体的综合机械性能高等诸多优点,因而已发展消费量最大的一类合金粉末。以Fe-Cu二元基础粉水雾化预合金粉末具有成分简单、性能稳定、通用性强等优点,广泛应用于各类金刚石制品,但存在着烧结温度高、胎体耐磨性高而导致锋利度调整难度大的弱点。
专利CN106048393A公开了一种金刚石制品用胎体粉末中加入少量Cr、Zr的FeCu30水雾化预合金粉末的制备方法,先在石墨坩埚中熔化铜、锆而制备铜-锆合金锭,再将纯铁、铜块及预制的铜-锆合金锭块在中频感应炉中加热熔化,然后采用水雾化装备及工艺制取FeCu30预合金粉末。此方法中的铬、锆均为易氧化元素,在水雾化制粉过程中极易氧化而导致粉末的质量稳定性难以控制,同时,此种预合金粉末仍需进行高温烧结而不易调整金刚石工具的锋利度。
因此,本发明在Fe-Cu基础合金中添加适当比例的Ni和Sn,以降低烧结温度、改善胎体对金刚石的润湿性、改变胎体磨损性、提高胎体的综合机械性能,则可在保证胎体对金刚石具有足够把持力的条件下,显著改善胎体的磨损性而促进金刚石快速出刃,明显提高金刚石制品的锋利度,满足以锋利度为主的高性能金刚石制品的发展需求。而超细Cr3C2、超细Mo2C的复合加入,首先,可以弥散细化烧结胎体,阻止水雾化合金粉末颗粒间的烧结重结晶粗化长大,改变胎体磨损形式而有利于提高金刚石制品的锋利度;其次,超细Mo2C可以提高烧结胎体的耐磨损性能,在改善金刚石制品锋利度的同时而提高制品的使用寿命;再次,可以提高烧结胎体的红硬性而提高金刚石制品的干切/干磨性能。由此,实现Fe-Cu-Ni-Sn四元水雾化预合金粉末与超细Cr3C2、超细Mo2C粉末间的功能化组合,满足不同应用领域对金刚石制品的干切/干磨、高效加工的发展需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足,提供了一种用于金刚石制品的Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末和用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末,提供这两种粉末的生产方法,达到提高烧结胎体的致密度,提高胎体对金刚石的把持力,以及提高金刚石制品锋利度的目的。
本发明用于金刚石制品的Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末及其制备方法的技术方案如下所述。
一种用于金刚石制品的Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末,其特征在于,Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末组分按重量份数为41%~51%Fe、40%~43%Cu、5%~8%Ni、4%~8%Sn。
一种用于金刚石制品的Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末的制备方法,有以下步骤:依次将Fe、Ni、Cu、Sn加入到中频感应熔炼炉中,通电熔炼,用加入碳粉的方式脱氧,调整钢液过热度为150~200℃时,倾倒入中间包中,钢液通过包底漏眼后所形成的液流柱,被高压水击碎,在充有氮气保护的条件下雾化成粉末,雾化结束后的粉末用真空抽滤脱水,装入干燥箱内干燥3~8小时,然后用氢氮混合气还原,将还原后粉末进行筛分(筛分可以使用325目的筛网),筛下物装入粉末合批机中进行充分混合,得到Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末。
所述的氢氮混合气还原,是在步进式推舟还原炉中进行的,还原温度为600~750℃;推舟量为5~10kg/舟,推进速度为5~10分钟/舟;所述的氢氮混合气中氢气占的体积比为75%。
有益效果是:本发明采用高温液态熔炼及高压水雾化方法,生产制备四组元铁基预合金粉末,在粉末颗粒内部形成Fe、Cu、Ni、Sn原子团簇的均匀机械混合体,以Fe为主,可降低生产成本;软质Cu相即可弱化粉末烧结体的耐磨性而有利于提高锋利度,又可降低烧结温度;Ni的引入可有效改善含Cu胎体对金刚石的润湿性,并提高烧结胎体的致密度、抗弯强度,提高胎体对金刚石的把持力;低熔点Sn的加入,可有效降低粉末烧结温度,促进烧结致密化并增加烧结胎体的脆性磨损性能而改善工具的锋利度。与专利CN107243644A公布的化学共沉淀法所制备的合金粉末相比,本发明具有生产过程绿色环保、生产效率高、批量大、成本低、质量稳定性好、粉末烧结胎体的自锐磨损能力强、锋利度突出等优点。
但前述的Fe-Cu-Ni-Sn四组元合金粉末在实际应用过程中尚存在高温烧结时粉末颗粒间易长大粗化而强化胎体的耐磨性,进而影响金钢石制品锋利度的提升。将Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末与超细Cr3C2、Mo2C粉末混配应用,就能起到进一步提升金刚石制品锋利度的作用。
本发明用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末及其制备方法的技术方案如下所述。
一种用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末,组分有Fe-Cu-Ni-Sn预合金粉末和超细添加剂粉末;其特征在于,所述的Fe-Cu-Ni-Sn预合金粉末,按重量百分数是41%~51%Fe、40%~43%Cu、5%~8%Ni、4%~8%Sn;所述的超细添加剂粉末,是Cr3C2或/和Mo2C粉末,用量为FeCuNiSn系合金粉末总重量的1%~5%。
所述的超细添加剂粉末,粒度为2~4μm。
所述的Cr3C2和Mo2C,按重量计Cr3C2大于等于FeCuNiSn系合金粉末总重量的0.2%,余量为Mo2C。
一种用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末的制备方法,有以下步骤:依次将Fe、Ni、Cu、Sn加入到中频感应熔炼炉中,通电熔炼,用加入碳粉的方式脱氧,调整钢液过热度为150~200℃时,倾倒入中间包中,钢液通过包底漏眼后所形成的液流柱,被高压水击碎,在充有氮气保护的条件下雾化成粉末,雾化结束后的粉末用真空抽滤脱水,装入干燥箱内干燥3~8小时,然后用氢氮混合气还原,将还原后粉末用筛网进行筛分(筛分可以使用325目的筛网),筛下物装入粉末合批机中进行充分混合,得到Fe-Cu-Ni-Sn预合金粉末;添加超细添加剂粉末Cr3C2或/和Mo2C混配均匀,得到FeCuNiSn系合金粉末。
所述的氢氮混合气还原,是在步进式推舟还原炉中进行的,还原温度为600~750℃;推舟量为5~10kg/舟,推进速度为5~10分钟/舟;所述的氢氮混合气中氢气占的体积比为75%。
将Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末与超细Cr3C2、Mo2C粉末混配应用,能够提升金刚石制品锋利度,可以提高胎体对金刚石的润湿性。弥散分布的碳化物可以阻碍预合金粉末颗粒间的连结长大,细化烧结胎体组织,并且,碳化物颗粒与金属粉末颗粒间的界面结合力弱于同质的金属粉末颗粒间的界面结合力,在胎体的连续磨削过程中可先于金属基体剥落,进而促进金属胎体的快速磨损剥落而明显提高金刚石制品的锋利度,可很好满足以锋利度为核心要求的金刚石制品的工程使用要求。
附图说明
图1为实施例1的Fe-Cu-Ni-Sn水雾化预合金粉末颗粒SEM形貌图。
图2为实施例1的Fe-Cu-Ni-Sn粉末烧结组织及其包镶金刚石SEM图。
图3为实施例7的Fe-Cu-Ni-Sn合金粉末+3%超细Cr3C2粉末所制备的烧结胎体组织及其对金刚石包镶的SEM形貌图
图4为实施例9的Fe-Cu-Ni-Sn合金粉末+3%超细Mo2C粉末所制备的烧结胎体组织及其对金刚石包镶的SEM形貌图
具体实施方式
实施例1Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末的制备(1)
使用容量为250kg的中频感应冶炼炉,成分配比为41%Fe、43%Cu,8%Ni,8%Sn,配制总重量为200kg的炉料,原材料投料重量如下表1:
表1原材料及投料重量配比(实施例1)
原料 | 纯Fe块 | 电解Cu板 | 电解Ni板 | Sn块 | 总重 |
重量(kg) | 82 | 86 | 16 | 16 | 200 |
依次将Fe、Cu、Ni、Sn加入到中频感应炉中,通电熔化并精炼,加入熔炼物总重量0.2%的碳粉进行脱氧,调整熔液过热度为150~200℃时,倾倒入中间包中,熔液通过包底漏眼后,被高压水击碎,在充有氮气保护的雾化桶内雾化成粉末。雾化结束后的粉末用真空抽滤的方式充分脱水,装入干燥箱内干燥3~8小时,然后在步进式推舟还原炉中用氢氮混合气(氢气占75%)还原。设定还原温度为600~750℃,5~10kg/舟,推进速度为5~10分钟/舟。将还原后粉末用装有325目筛网进行筛分,筛下物装入粉末合批机中进行充分混合,粉末放出,检测合格后按5kg/袋真空包装。最终检测结果如表2:
表2实施例产品性能检测(实施例1)
实施例2Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末的制备(2)
使用容量为250kg的中频感应冶炼炉,成分配比为45%Fe、40%Cu,8%Ni,7%Sn。投料总量200kg,原材料及重量配比如下表3:
表3原材料及重量配比(实施例2)
原料 | 纯Fe块 | 电解Cu板 | 电解Ni板 | Sn块 | 总重 |
重量(kg) | 90 | 80 | 16 | 14 | 200 |
依次将Fe、Cu、Ni、Sn加入到中频感应炉中,通电熔化并精炼,加入熔炼物总重量0.2%的碳粉进行脱氧,调整熔液过热度为150~200℃时,倾倒入中间包中,熔液通过包底漏眼后,被高压水击碎,在充有氮气保护的雾化桶内雾化成粉末。雾化结束后的粉末用真空抽滤的方式充分脱水,装入干燥箱内干燥3~8小时,然后在步进式推舟还原炉中用氢氮混合气(氢气占75%)还原。设定还原温度为600~750℃,5~10kg/舟,推进速度为5~10分钟/舟。将还原后粉末用装有325目筛网进行筛分,筛下物装入粉末合批机中进行充分混合,粉末放出,检测合格后按5kg/袋真空包装。最终检测结果如表4:
表4实施例产品性能检测(实施例2)
实施例3Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末的制备(3)
使用容量为250kg的中频感应冶炼炉,成分配比为51%Fe,40%Cu,5%Ni,4%Sn,投料总重200kg,原材料及投料重量如下表5:
表5原材料及重量配比(实施例3)
原料 | 纯Fe块 | 电解Cu板 | 电解Ni板 | Sn块 | 总重 |
重量(kg) | 102 | 80 | 10 | 8 | 200 |
依次将Fe、Cu、Ni、Sn加入到中频感应炉中,通电熔化并精炼,加入熔炼物总重量0.2%的碳粉进行脱氧,调整熔液过热度为150~200℃时,倾倒入中间包中,熔液通过包底漏眼后,被高压水击碎,在充有氮气保护的雾化桶内雾化成粉末。雾化结束后的粉末用真空抽滤的方式充分脱水,装入干燥箱内干燥4~10小时,然后在步进式推舟还原炉中用氢氮混合气(氢气占75%)还原。设定还原温度为600~750℃,5~10kg/舟,推进速度为5~10分钟/舟。将还原后粉末用装有325目筛网进行筛分,筛下物装入粉末合批机中进行充分混合,粉末放出,检测合格后按5kg/袋真空包装。最终检测结果如表6:
表6实施例产品性能检测(实施例3)
实施例4Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末的制备(4)
使用容量为250kg的中频感应冶炼炉,成分配比为48%Fe,41%Cu,5%Ni,6%Sn。投料总量200kg,原材料及投料重量如下表7:
表7原材料及投料重量(实施例4)
原料 | 纯Fe块 | 电解Cu板 | 电解Ni板 | Sn块 | 总重 |
重量(kg) | 96 | 82 | 10 | 12 | 200 |
依次将Fe、Cu、Ni、Sn加入到中频感应炉中,通电熔化并精炼,加入熔炼物总重量0.2%的碳粉进行脱氧,调整熔液过热度为150~200℃时,倾倒入中间包中,熔液通过包底漏眼后,被高压水击碎,在充有氮气保护的雾化桶内雾化成粉末。雾化结束后的粉末用真空抽滤的方式充分脱水,装入干燥箱内干燥3~8小时,然后在步进式推舟还原炉中用氢氮混合气(氢气占75%)还原。设定还原温度为600~750℃,5~10kg/舟,推进速度为5~10分钟/舟。将还原后粉末用装有325目筛网进行筛分,筛下物装入粉末合批机中进行充分混合,粉末放出,检测合格后按5kg/袋真空包装。最终检测结果如表8:
表8实施例产品性能检测(实施例4)
实施例5Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末的制备(5)
使用容量为250kg的中频感应冶炼炉,成分配比为49%Fe,42%Cu,5%Ni,4%Sn。投料总量200kg,原材料及投料重量如下表9:
表9原材料及投料重量(实施例5)
原料 | 纯Fe块 | 电解Cu板 | 电解Ni板 | Sn块 | 总重 |
重量(kg) | 98 | 84 | 10 | 8 | 200 |
依次将Fe、Cu、Ni、Sn加入到中频感应炉中,通电熔化并精炼,加入熔炼物总重量0.2%的碳粉进行脱氧,调整熔液过热度为150~200℃时,倾倒入中间包中,熔液通过包底漏眼后,被高压水击碎,在充有氮气保护的雾化桶内雾化成粉末。雾化结束后的粉末用真空抽滤的方式充分脱水,装入干燥箱内干燥3~8小时,然后在步进式推舟还原炉中用氢氮混合气(氢气占75%)还原。设定还原温度为600~750℃,5~10kg/舟,推进速度为5~10分钟/舟。将还原后粉末用装有325目筛网进行筛分,筛下物装入粉末合批机中进行充分混合,粉末放出,检测合格后按5kg/袋真空包装。最终检测结果如表10:
表10实施例产品性能检测(实施例5)
实施例6用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末的制备(1)
采用实施例1所制备的水雾化预合金粉末与添加重量比例为0.5%的超细Cr3C2粉末在三维混料机中混合2h,混料总重100kg,形成功能化组合粉末,原材料及投料重量见表11:
表11实施例1预合金粉末与0.5%超细Cr3C2粉末混配重量
原材料 | 实施例1预合金粉末 | 超细Cr<sub>3</sub>C<sub>2</sub>粉末 |
重量(kg) | 99.5 | 0.5 |
对混合粉末进行烧结测试,测试结果见下表12:
表12混合后的功能化组合粉末的检测指标(实施例6)
实施例7用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末的制备(2)
采用实施例1所制备的水雾化预合金粉末与添加重量比例为3%的超细Cr3C2粉末在三维混料机中混合2h,混料总重100kg,形成功能化组合粉末,原材料及投料重量见表13:
表13实施例1预合金粉末与3%超细Cr3C2粉末混配重量
原材料 | 实施例1预合金粉末 | 超细Cr<sub>3</sub>C<sub>2</sub>粉末 |
重量(kg) | 97 | 3 |
对混合粉末进行烧结测试,测试结果见下表14:
表14混合后的功能化组合粉末的检测指标(实施例7)
实施例8用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末的制备(3)
采用实施例1所制备的水雾化预合金粉末与添加重量比例为5%的超细Cr3C2粉末在三维混料机中混合2h,混料总重100kg,形成功能化组合粉末,原材料及投料重量见表15:
表15实施例1预合金粉末与5%超细Cr3C2粉末混配重量
原材料 | 实施例1预合金粉末 | 超细Cr<sub>3</sub>C<sub>2</sub>粉末 |
重量(kg) | 95 | 5 |
对混合粉末进行烧结测试,测试结果见下表16:
表16混合后的功能化组合粉末的检测指标(实施例8)
实施例9用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末的制备(4)
采用实施例3所制备的水雾化预合金粉末与添加重量比例为3%的超细Mo2C粉末在三维混料机中混合2h,混料总重100kg,形成功能化组合粉末,原材料及投料重量见表17:
表17实施例3预合金粉末与3%超细Mo2C粉末混配重量
原材料 | 实施例3预合金粉末 | 超细Mo<sub>2</sub>C粉末 |
重量(kg) | 97 | 3 |
对混合粉末进行烧结测试,测试结果见下表18:
表18混合后的功能化组合粉末的检测指标(实施例8)
实施例10用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末的制备(5)
采用实施例4所制备的水雾化预合金粉末与添加重量比例为0.5%的超细Cr3C2粉末及重量比例为0.5%的超细Mo2C粉末在三维混料机中混合2h,混料总重100kg,形成功能化组合粉末,原材料及投料重量见表19:
表19实施例4预合金粉末与超细Cr3C2和Mo2C粉末混配重量
原材料 | 实施例4预合金粉末 | 超细Cr<sub>3</sub>C<sub>2</sub>粉末 | 超细Mo<sub>2</sub>C粉末 |
重量(kg) | 99 | 0.5 | 0.5 |
对混合粉末进行烧结测试,测试结果见下表20:
表20混合后的功能化组合粉末的检测指标(实施例8)
实施例11FeCuNiSn系合金粉末的应用(1)
采用实施例7所配制的功能化组合粉末烧结制备Φ110mm的花岗岩干切小锯片,锯片配方为:75%实施例7所配制混合粉末、20%电解Cu粉、5%Sn粉,采用粒度为40/45目、强度为D60、体积浓度为9%的金刚石,在具有还原气氛的钟罩炉中840℃热压烧结制成。锯片干切厚度为1.7cm、莫氏硬度为6~8的中硬花岗岩板材,连续切割平稳,切割速度可达1.36米/分钟,而同类产品的速度通常为0.9~1.1米/分钟,本实施例产品体现的锋利度较同类产品提高20%以上,特别是连续切割锯片可始终保持平稳的锋利度而不发生切割衰减现象,可很好的满足实际工程应用需求。锯片的切割寿命108米,也达到了同类产品水平。
实施例12FeCuNiSn系合金粉末的应用(2)
采用实施例8所配制的功能化混合粉末,热压烧结制备Φ350mm中径花岗岩锯片,锯片刀头规格为40mm×15mm×3.2mm,刀头配方为83%实施例8所配制混合粉末、15%电解Cu粉、2%Sn粉,烧结温度为830℃;采用粒度为40/45目、强度为D60、体积浓度为25%的金刚石,在自动桥式切割机上连续湿切厚度为2.5cm、莫氏硬度为7~8.5的花岗岩板材。锯片的切割速度可达6.5~7.8米/分钟,锋利度较同类产品的5.0~5.5米/分钟提高18%以上,体现出本实施例产品对锯片锋利度的改善具有明显的提升作用。锯片的切割寿命为230米,较同类产品170~200米的使用寿命提高了15%以上。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于金刚石制品的Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末,其特征在于,Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末组分按重量份数为41%~51%Fe、40%~43%Cu、5%~8%Ni、4%~8%Sn。
2.一种权利要求1所述的用于金刚石制品的Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末的制备方法,有以下步骤:依次将Fe、Ni、Cu、Sn加入到中频感应熔炼炉中,通电熔炼,用加入碳粉的方式脱氧,调整钢液过热度为150~200℃时,倾倒入中间包中,钢液通过包底漏眼后所形成的液流柱,被高压水击碎,在充有氮气保护的条件下雾化成粉末,雾化结束后的粉末用真空抽滤脱水,装入干燥箱内干燥3~8小时,然后用氢氮混合气还原,将还原后粉末进行筛分,筛下物装入粉末合批机中进行充分混合,得到Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末。
3.按照权利要求2所述的用于金刚石制品的Fe-Cu-Ni-Sn四组元预合金粉末的制备方法,其特征在于,所述的氢氮混合气还原,是在步进式推舟还原炉中进行的,还原温度为600~750℃,推舟量为5~10kg/舟,推进速度为5~10分钟/舟;所述的氢氮混合气,氢气占的体积比为75%。
4.一种用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末,组分有Fe-Cu-Ni-Sn预合金粉末和超细添加剂粉末;其特征在于,所述的Fe-Cu-Ni-Sn预合金粉末,按重量百分数是41%~51%Fe、40%~43%Cu、5%~8%Ni、4%~8%Sn;所述的超细添加剂粉末,是Cr3C2或/和Mo2C粉末,用量为FeCuNiSn系合金粉末总重量的1%~5%。
5.按照权利要求4所述的用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末,其特征在于,所述的超细添加剂粉末,粒度为2~4μm。
6.按照权利要求4或5所述的用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末,其特征在于,所述的Cr3C2和Mo2C,按重量计Cr3C2大于等于FeCuNiSn系合金粉末总重量的0.2%,余量为Mo2C。
7.一种权利要求4所述的用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末的制备方法,有以下步骤:依次将Fe、Ni、Cu、Sn加入到中频感应熔炼炉中,通电熔炼,用加入碳粉的方式脱氧,调整钢液过热度为150~200℃时,倾倒入中间包中,钢液通过包底漏眼后所形成的液流柱,被高压水击碎,在充有氮气保护的条件下雾化成粉末,雾化结束后的粉末用真空抽滤脱水,装入干燥箱内干燥3~8小时,然后用氢氮混合气还原,将还原后粉末用筛网进行筛分,筛下物装入粉末合批机中进行充分混合,得到Fe-Cu-Ni-Sn预合金粉末;添加超细添加剂粉末Cr3C2或/和Mo2C混配均匀,得到FeCuNiSn系合金粉末。
8.按照权利要求7所述的用于金刚石制品的FeCuNiSn系合金粉末的制备方法,其特征在于,所述的氢氮混合气还原,是在步进式推舟还原炉中进行的,还原温度为600~750℃,推舟量为5~10kg/舟,推进速度为5~10分钟/舟;所述的氢氮混合气,氢气占的体积比为75%。
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