铁粉标准1.doc

牌号化学分析工艺物理性能备注总铁不小于杂质量不大于松装密度流动性压缩性筛分析MnSiCSP盐酸不溶物氢损g/cm3S/50gg/cm3250um（-60目）180um（-80目）150um（-100目）75um（-200目）45um（-325目）JFY80.2398.50.40.150.070.030.030.40.52.2-2.45386.403余量5-25国标JFY80.2598.50.40.150.050.030.030.40.452.45-2.7356.4503余量5-25国标JFY100.2598.50.350.10.030.020.020.30.32.4-2.6356.605余量5-30国标JFY100.2798.50.350.10.030.020.020.250.252.6-2.8306.705余量5-30国标JFY200980.350.150.10.030.030.50.52-2.8306.7532国标JFY40.30980.40.150.050.020.020.53.00.132+40目1，-40目-+60目5-20（30），-150目25（20），其余粒度为余量。GB5317-85JFY40.37980.40.150.050.020.020.53.70.130JFY100.2598.50.40.150.050.020.020.52.50.136技术要求1、铁粉产品的化学分析应符合表1规定2、铁粉的外观应呈银灰色，其表面不得出现氧化锈迹；粉中不得混有外来夹杂物。3、在用金相显微镜观察时，铁粉的颗粒形态应呈不规则海绵状。4、铁粉产品的物理工艺性能应符合表2规定。5、需方对铁粉产品的性能另有特殊要求时，可由供需双方另行商定。试验方法1、化学分析还原铁粉中的总铁、锰、硅、碳、硫、磷、盐酸不溶物的含量及氢损值分别按GB223.5、GB223.7、GB223.34、GB223.59、GB223.63、GB223.68、GB5158进行测定。2、物理-工艺性能测定还原铁粉的松装密度、流动性、压缩性的测定及筛分析分别GB1479、GB1480、GB1481、GB1482进行。测定铁粉的压缩性时，外加硬脂酸锌1%，成形时的单位压力为500MPa。如需测定铁粉的成形性时，可按GB11106进行。3、颗粒形态检查用金相显微镜检查铁粉颗粒的形态。检验规则1、还原铁粉由供方技术监督部门进行验收，保证产品质量符合本标准规定，并填写质量证明书。2、铁粉产品应成批提交验收；同一牌号的每批产品必须经过合批混匀，合批重量不得小于3000kg .3、需方对收到的铁粉产品可按本标准规定进行检验。如检验结果与本标准规定不符时，应在收到该产品之日起的一个月内向供方提出，由供需双方协商解决。若需仲裁时，由供需方管理不善而造成检验结果不合格时，应由需方负责。4、抽检产品的取样方法按GB5314进行。5、如一批铁粉的检验结果不符合本标准的规定时，则应按6.4条的规定在该批铁粉中取双倍数量的样品，并对有关项目进行复验。包装和标志1、铁粉产品应采用干净、不易吸潮且不易破损的包装容器（如塑料袋外加尼龙纺织袋、塑料桶等）严密包装，通常净重为25kg, 也要由供需双方另行商定其它的包装方法。2、包装容器上应有牢固标志标明：产品名称、牌号、净重和供方名称等，并印有“防潮”字样和“GB”符号。3、每批产品应附有质量证明书，其中注明：a供方名称；b产品名称；c产品牌号、批号、批重及件数；d各项检验结果及技术监督超纯铁精矿粉生产还原铁粉在我国的发展现状及前景吴 霞 摘要：还原铁粉的化学成分稳定、纯度高（其全铁含量达98.5%以上）、杂技含量低、压缩性高、成型性好，是一种优质的粉末冶金机械零件生产的基础原料。文中阐述了国内外由超纯铁精矿粉生产还原铁粉的发展现状及技术进步，并指出在我国用超纯铁精矿粉还原生产铁粉的发展前景。 工业铁粉是一类技术指标高、质量要求严、量大面广的冶金产品，其工艺技术、生产规模、品种质量都是衡量一个国家粉末冶金水平的重要标志之一。还原铁粉作为工业铁粉的一种，具有自身的特点和用途。在粉末冶金工业中，还原铁粉颗粒细且多内孔，呈不规则形状，比表面积大，多用于低、中高密度、中高强度的粉末制品及薄壁、异形零件等，是润滑轴承、离合器部件、凸轮等不可缺少的原材料。还原铁粉的生产是利用气体或固体燃料（如氨分解气、H2、CO、固体碳，或气体和固体联合燃料）作为还原剂，将铁氧化物（如铁矿精矿粉、低碳沸腾轧钢铁鳞，黄铁矿、硫酸亚铁、氯化亚铁、氧气转炉炬钢炉灰）在固体状态下还原成一种金属化程度相当高的铁产品的工艺过程，其全铁含量超过98.5%以上，C含量小于0.01%，P、S含量非常低。其原料主要是超纯磁铁精矿粉、低碳沸腾轧钢铁鳞。国外80%90%的还原失粉都是以超纯铁精矿粉为原料进行生产的。在以铁鳞为原料的还原铁粉生产工艺中，对原料铁鳞的种类要求非常严格，只有低碳沸腾轧钢铁鳞才可以用于还原铁粉的生产。但是随着钢铁工业的迅速发展，这类铁鳞大量被冶金工业再利用，导致其来源范围变窄，价格上升，引起大量劣质铁鳞泛滥市场，这就从根本上影响了还原铁粉的化学成份、物理、冶金性能/所以难以用大批量生产质量稳定、档次高的粉末冶金还原铁粉。因此，还原法生产铁粉的原料资源就成为国内钢铁粉末冶金工作者期待解决的问题之一。超纯铁精矿粉既是一种选矿深加工产品，又是一种新型功能材料。与铁鳞相比较，它具有纯度高，量大质稳，有害杂技少，特别是锰含量极低等优点。并且由于选矿深加工工艺技术的需要，使其粒度较细，-200目的粒级含量达到95%以止，比表面积大，从而增加了与CO的反应速度，使得铁粉生产率较铁鳞高36%左右，而且该工艺具有流程短，能耗低等特点。再者用它生产的还原铁粉具有发达的海绵体结构，颗粒更加疏松多孔，这样一来，在很大程度上提高了铁粉的成型性和压缩性，改善了铁粉压坯的烧结性能，因而它在节材省能、改进质量、提高产量方面更具有潜力。其次，用它来生产金属化球团，直接轧制钢材；由于失红价格昂贵，铁鳞成分不稳、大多磁性材料生产厂家用超纯铁精矿粉生产的海绵铁快速冷却制取非平衡材料、废水处理、化工颜料、蓄电池、高纯度的海绵铁，作为冶炼特种钢的原料等等。 2国外超纯铁精矿粉还原铁粉的发展及技术进步 在国外，用超纯铁精矿粉进行还原铁粉的生产厂家中，瑞典的赫格纳斯公司是走在最前沿的。早在1911年瑞典赫格纳斯公司就开始了将磁铁精矿粉用焦炭与石灰石的混合物，在坑式环形窑中还原成海绵铁用于炬钢。直到1936年这种海绵铁才开始用于粉末冶金工业和电焊条工业。随着铁粉用途的不断改进、拓宽，对还原铁粉的质量有了更高的要求，为满足这一要求，在1946年在工艺上增加增加了氢气二次精还原处理，这在提高铁粉化学纯度和改善铁粉的物理性能、冶金性能方面有了很大的突破，使得铁粉C含量低于0.01%，氢损值降低到0.12%左右，压缩性达到6.8g/cm3。此时，世界上目前最先进的阳成熟的碳氢两步法直接还原铁粉生产工艺初步形成。自20世纪50年代以来，随着在生产实践中不断地探索总结，利用先进的还原设备隧道窑逐步替代了原始的环形坑式窑，这在还原过程、能耗上都是一个很大的进步，并且在装料方式上也有了革新，首先经历了平铺层装、垂直层装、环装，在还原过程中料层的传抽刀断水效率有了很好的改善，使得料层还原较透，夹生现象减少，产品总铁含量增加显著。随后又必胜柱状法，都在很大程度上节省了还原过程，发送了还原铁粉的物理化学、冶金性能，使得其用途更进一步的拓宽。许多国外生产厂家更关注这一点，瑞典赫格纳斯公司曾一度进行技术改革，降低超纯铁精矿粉中杂质SiO2的含量，改善铁粉质量；加长窑体，扩大规模，提高产量。日本川崎制铁公司为扩大其还原铁粉生产规模，早在1985年就从我国购买由铁精矿粉生产的海绵铁中间产品，另外，俄罗斯苏林冶金厂、西欧、北美一些国家都开始了磁铁精矿粉还原铁粉的生产，在这些国家由高纯铁精矿粉生产还原铁粉占全年铁粉产量的80%90%。目前，国外广泛应用生产还原铁粉的方法主要有固体碳还原法、气体还原法、气固联合还原法，但两步法还原工艺是现阶段世界上发展最成熟、最先进的工艺。随着科学技术的不断发展，铁粉质量、性能将受到了严峻考验，使得国外铁粉生产技术不断的更新，近年来雾化法生产铁粉成了国外铁粉的主要生产方法，例如北美、西欧、日本铁粉年产量达到60万70万吨，而还原铁粉大约只有10万吨左右，其余是雾化铁粉，因此，近年来国外对还原法铁粉生产工艺的改进不多。 3我国超纯铁精矿粉还原铁粉的发展和现状我国虽然在20世纪6070年代已经开始了还原铁粉的生产，但是在当时国情下，并没有重视以超纯铁精矿粉为原料的还原铁粉生产。自20世界年代中期以来，对山西左权、本溪南检录的铁精矿粉进行了高纯铁精矿粉生产还原铁粉的初试验研究，取得了较好 的成果，但在铁精矿提纯方面，由于工艺技术的不完善，导致还原铁粉杂技含量高、质量差，大大的阻碍了铁粉在用途上的拓宽。1998年我国工业铁粉产量虽然达到6.35万吨，而用超纯铁精矿粉为原料生产的铁粉产量还未突破零。随着选矿深加工技术的不断发展，在国内高强度、高密度粉末冶金机械零件用工业铁粉还存在大批量进口的严峻形势下，国内粉末冶金工作者开始致力于这方面的研究，在国内具有能大批量生产优质还原铁粉的原料资源条件下，引进和借鉴国外先进技术、先进设备，对国内原有一些还原铁粉生产工厂改建，达到以超纯铁精矿粉为原料生产还原铁粉的目的。 4我国高纯铁精粉生产铁粉的前景用高纯铁精矿粉生产还原铁粉的轧钢铁鳞存在着来源范围小、化学成分波动大、质量差、价格高等问题，因而用超纯铁精矿粉作为原料生产铁粉的紧凑、短流程是我国今后生产铁粉的主要工艺之一，开发用还原铁粉新工艺技术成为历史的必然。资源条件。我国的资源丰富，已探明的储量大约为7000亿吨，煤种齐全，颁布广泛，并且适合该工艺的铁矿资源也很丰富，例如山西左权、辽宁本溪南芬、冀东地区产有大量优质的磁铁精矿粉，平均拥有5万10万吨的生产能力，且结晶颗粒大、易磨易选。而选矿精选技术的进一步发展为铁精矿的进一步提纯打下了坚实的基础，另外，我国早在铁精矿提纯方面做了大量的工作，如天津地擀研究所于1997年通过工业试验，成功选出总铁含量大于71%、 SiO2小于0.4%的铁精矿；辽宁北票铁矿公司于1996年引进国外先进技术，建功立业成了2万吨的生产线，本钢也在这方面作了大量工作。因此这种资源特点和先期工作为我国高线铁精矿粉生产还原铁粉假造了条件。市场要求。随着我国粉末冶金机械零件工业和汽车制造工业的发展，对铁粉需求量迅速增加，据资料统计，每辆汽车单车国产粉末冶金零件重量从3.6kg 左右增加到5kg左右，而粉末冶金机械零件的应用从42%升至55%左右；在磁性材料方面的应用大约在2万t/a左右，加之矿浆还原轧制带材或箔材等新工艺的出现，不仅拓展了其用途，而且需求量也越来越大。总之，目前我国用高纯铁精矿生产还原铁粉的技术已进入稳定发展的新阶段，还原铁粉将成为汽车工业生产不可缺少的部分，很大程度上用来解决我国高强度、高密度机械零件大量进口的问题，而国外先进技术、先进设备的引进更进一步推动了它在我国的发展。粉末粉末 powder通常是指尺寸为0.1um1mm的离散颗粒的集合体。 雾化粉 atomized powder熔融金属或合金分散成液滴并凝固成单个颗粒的粉末。（分散介质通常是高速气流或液流）还原粉 reduced powder用化学还原法还原金属化合物而制成的粉末。海绵粉 sponge powder将还原法制得的高度多孔金属海绵体粉碎而制成的多孔性还原粉末。包覆粉 coated powder由一层异种成分包覆在颗粒表面而形成的复合粉。掺杂（添加）剂 dopant为了防止或控制烧结体在烧结过程中或在使用过程中的再结晶或晶粒长大而在金属粉末中加入的少量物质。（主要用于钨粉末冶金）润滑剂 lubricant为了减少颗粒之间及压坯与模壁表面之间的摩擦而加入粉末中的物质。松装密度 apparent density在规定条件下粉末自由填充单位容积的质量。压缩性 compressibility在加压条件下粉末被压缩的程度，通常是在封闭模中的单轴向压制。成形性 compactibility粉末被压缩成一定形状并在后续加工过程中保持这种形状的能力，它是粉末流动性、压缩性和压坯强度的函数。流动性 flowability描述粉末流过一个限定孔的定性术语。氢损 hydrogen loss金属粉末或压坯在规定条件下在纯氢中加热所引起的相对质量损失。比表面积 specific surface area单位质量粉末的总表面积。粒度 particle size通过筛分或其他合适方法测得的单个粉末颗粒的线性尺寸。粒度分布 particle size distribution将粉末试样按粒度不同分为若干级，每一级粉末（按质量、按数量或按体积）所占的百分率。粒度级 cut分级后介于两种名义粒度界限内的粉末部分。2成型成形 forming将粉末转变成具有所需形状的凝聚体的过程。压制 pressing在模具或其他容器中，在外力作用下，将粉末密实成具有规定形状和尺寸的工艺过程。压坯 compact,green compact将粉末通过冷压或注射成形而制成的坯件。骨架 skeleton为熔浸用的多孔性压坯或烧结体。 冷压 cold pressing粉末在室温下的单轴向压制。温压 warm pressing通常在环境温度和可能发生扩散的温度之间的温度下所进行的单轴向粉末压制，旨在增强致密化。热压 hot pressing粉末或压坯在高温下的单轴向压制，从而激活扩散和蠕变现象。等静压制 isostatic pressing对粉末（或压坯）表面或对装粉末（或压坯）的软模零件表面施以各向大致相等压力的压制。金属粉末注射成形 metal injection moulding(MIM)将金属粉末与其粘结剂的增塑混合料注射于模型中的成形方法。粉末轧制 powder rolling将粉末引入一对旋转轧辊之间使其亚实成粘聚的连续带坯的方法。容积装粉法 volume filling通过设定装粉深度来计量装入阴模中的粉末的方法。重量装粉法 weight filling通过称取粉末重量来计量装入阴模的粉末的方法。（辅助）振动装粉法 vibration-assisted filling将粉末装入受振动的模型或阴模中的一种装粉方法。3.烧结烧结 sintering粉末或压坯在低于主要组分熔点的温度下的热处理，目的在于通过颗粒间的冶金结合以提高其强度。填料 packing material在预烧或烧结过程中为了起分隔和保护作用而将压坯埋入其中的一种材料。预烧 presintering在低于最终烧结温度的温度下对压坯的加热处理。加压烧结 pressure在烧结同时施加单轴向压力的烧结工艺。松装烧结 loose-powder sintering,gravity sintering粉末未经压制直接进行的烧结。液相烧结 liquid-phase sintering至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结。过烧 oversintering烧结温度过高和（或）烧结时间过长致使产品最终性能恶化的烧结。欠烧 undersintering烧结温度过低和（或）烧结时间过短致使产品未达到所需性能的烧结。熔渗 infiltration用熔点比制品熔点低的金属或合金在熔融状态下充填未烧结的或烧结的制品内的孔隙的工艺方法。脱蜡 dewaxing,burn-off用加热排出压坯中的有机添加剂（粘结剂或润滑剂）。相对密度 relative density多孔体的密度与无孔状态下同一成分材料的密度之比，以百分率表示。径向压溃密度 radial crushing strength通过施加径向压力测定的烧结圆筒试样的破裂强度。孔隙度 porosity多孔体中所有孔隙的体积与总体积之比。扩散孔隙 diffusion porosity由于柯肯达尔效应导致的一种组元物质扩散到另一组元中形成的孔隙。粉末锻造 powder forging由粉末制造的未烧结的、预烧结的或烧结的预成形坯用锻造进行热致密化，同时伴随着形状的改变。粉末冶金材料重合金 heavy metal密度不低于16.5g/cm3的烧结材料。如：含镍和铜的钨合金。 金属陶瓷 cermet由至少一种金属相和至少一种通常具有陶瓷性质的非金属相组成的烧结材料。烧结零件 sintered part由粉末成形并经烧结强化的烧结制品，零件通常都具有精密的公差和便于安装的特点。烧