发表时间：2020-12-11T06:09:06.206Z 来源：《中国科技人才》2020年第23期作者：黎辉[导读] 还原气氛为精还原退火过程中清除铁粉中杂质和氧化物，进一步提高粉末化学纯度，乃至提高粉末压制、烧结性能的一种重要因素，对制品。本文通过水雾化LAP100.29生粉在同种生产工艺、不同还原气氛中，研究还原气氛对纯铁粉压制、烧结的影响。山东鲁银新材料科技有限公司山东省济南市 271105 摘要：还原气氛为精还原退火过程中清除铁粉中杂质和氧化物，进一步提高粉末化学纯度，乃至提高粉末压制、烧结性能的一种重要因素，对制品。本文通过水雾化LAP100.29生粉在同种生产工艺、不同还原气氛中，研究还原气氛对纯铁粉压制、烧结的影响。研究表明，不同还原气氛对金属粉末的压制、烧结性能影响不同，600MPa时氨分解氢较甲醇制氢还原纯铁粉压缩性略低0.02g/cm3；相同混合粉配方的脱模膨胀率和烧结膨胀率均比甲醇制氢偏高。
关键词：还原气氛；压制性能；烧结性能
引言：
供氧器
鼠尾粟铁粉精还原退火作为粉末冶金的一道重要工序，可使氧化物还原、降低碳和其它杂质的含量提高粉末
的纯度；还能消除粉末的加工硬化，稳定粉末的晶体结构，对粉末的压制、烧结性能起到至关重要的作用。为进一步提高粉末化学纯度，一般采用的还原性气氛包括氢气、分解氨等。经过还原退火后的粉末压缩性得到改善，压坯的弹性后效相应减少。但不同的还原气氛对粉末的化学成分影响不同，从而对其压制性能的影响不同，进而影响到粉末的弹性后效和烧结尺寸变化。氨分解氢是目前比较成熟且应用广泛的一种保护气体，近年来由于甲醇制氢氢收率较高，能源利用合理，价格较低，提取后纯度更高，还原出的铁粉性能较好。
本文通过选取在相同时间相同生产工艺的不同还原气氛的水雾化纯铁粉精还原生产过程，研究不同还原气氛对水雾化纯铁粉压制性能和烧结性能的影响。
斑图
1 生产工艺
本试验采用山东鲁银新材料科技有限公司自生产的水雾化纯铁粉LAP100.29生粉为原材料，将生粉采用钢带式还原炉精还原，工艺温度900~980℃，料厚30~33mm，带速170~200mm/min，气体流量100~140 Nm3/h，采用甲醇制氢气和氨分解氢气两种气体分别还原，还原后LAP100.29粉选取同段时间各12个批次进行比较，见表2、图1，其中除压缩性外，其它化学成分、物理性能均相近。
冰点渗透压
2 结果分析
2.1 精还原气氛对压缩性的影响
对水雾化纯铁粉LAP100.29生粉同段时间分别采用甲醇制氢和氨分解氢两种气体精还原后的12个批次进行比较，除压缩性外，其它化学成分、物理性能均相近。由表1可见，甲醇制氢精还原的600MPa压缩性较氨分解氢高出0.02g/cm3。说明氨分解氢精还原的LAP100.29粉硬度偏高，而精还原气氛的不同是导致压缩性差异的主要原因。
在精还原气氛中，氢气是作为清除杂质和氧化物，进一步提高粉末化学纯度的主要元素，但在氨分解氢中仍含有部分氮气存在。氮气在高温状态产生活性氮原子，不断吸附到金属粉末表面，并扩散渗入金属粉末内部，冷却后生成氮化铁，从而改变粉末表层的化学成分和组织，使粉末的强度硬度升高，塑性韧性明显下降[3]，致使氨分解氢精还原压缩性较甲醇制氢偏低。
2.2 精还原气氛对烧结前后膨胀率的影响
对甲醇制氢和氨分解氢两种气体精还原LAP100.29粉的压制膨胀率进行比较，分别如表2和表3。表2可见甲醇制氢精还原LAP100.29粉的脱模膨胀率为0.535‰，烧结膨胀率为1.069‰；表3可见氨分解氢精还原LAP100.29粉的脱模膨胀率为1.604‰，烧结膨胀率为1.969‰。进一步说明氨分解氢精还原的LAP100.29粉硬度偏高，弹性后效更大，导致烧结尺寸更大。
3 结论
不同还原气氛对金属粉末的压制性能烧结性能影响不同，氨分解氢作为还原气氛进行精还原较甲醇制氢在一定程度上会引起金属粉末硬度偏高，600MPa压缩性略低0.02g/cm3，而且弹性后效更大，导致烧结尺寸更大。
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