混料时间对粉料工艺性能的影响

1、    混料时间对粉料工艺性能的影响    张小嫚1 引言汽车发动机用的进、排气门座是配气机构的一个相当重要的组元，。由于使用条件恶劣，其性能要求很高，既要耐磨、抗氧化和耐腐蚀，又要在高温下保持硬度和强度。国外一般采用专用预合金粉，在真空炉中进行高温、大液相量烧结。但这种预合金粉的压制性能差，且对生产设备要求很高，而国内许多中、小型厂家通常达不到这种生产条件。由于进、排气门座毛坯件的硬度要求很高洛氏硬度hrb90以上。为了达到这么高的烧结硬度，粉料中的碳含量要求很高，一般为1.1%1.2%，这么高的碳含量往往不太容易混合均匀。在生产过程中常常出现密度达不

2、到工艺要求；密度达到要求，压制吨位很高，磨具冲头容易折断损坏。為此，我们专门对此种粉料混合工艺进行多方面的研究，找到了合适的混料工艺，提高此种粉料的压缩性和流动性，提高压制密度，降低压制压力。2 混料工艺按配方计算称取定量的各种原料粉（铁粉、硬脂酸锌、石墨、铜粉等）放入v形混料桶混料机器中，在一定的时间内把各种原料粉混合均匀。工艺参数：包含混料设备、装粉量、装粉顺序、混料时间等；工艺性能：混合料的松装密度、流动性、碳的偏析程度，压缩性等。2.1 一般根据混合料的工艺性能来判断混合料的均匀性以及所混粉料的好坏。（1）碳偏析度的测定（碳含量）的测定。用取样器在混合料的5个不同部位分别提取一定的混合

3、料，用碳硫分析仪精确测定每一小份粉的碳含量，看看碳偏析的范围，一般要求碳偏析小于0.05%。（2）流动性的测定。称量50g，精确到0.01克。用手指或其他物体堵住标准漏斗底部的小孔，把称量好的粉料到进漏斗中。然后起开漏斗的小孔，必须按下漏斗的秒表（精确到0.2s）开始计时，漏斗中的粉料一经流完，立即按下秒表停止计时，即为此份粉的流动性（s）记录三份样粉的流动性，一般要求各次测量结果之间的最大差值不得超过0.4秒。标准漏斗法（霍尔流速计）的国家标准为gb/t 1482-1984，国际标准iso4490-1978标准漏斗法（霍尔流速计）测定粉末的流动性。（3）松装比重的测定。粉末从标准漏斗孔按一定

4、的高度（25mm）自由落下充满体积为25±0.05cm3的杯子中，在松装状态下，以单位体积粉末的质量表示粉末的松装密度。一般要求三次测量结果之间的差值不得超过三次平均值的1%。采用国家标准gb/t1479-1984和国际标准iso3923/1-1979金属粉松装密度的测定 第一部分漏斗法（4）压缩性。粉料的压缩性是粉料化学性能、物理性能等综合性能的反映，是检验和评价粉末质量的重要指标，也是粉末冶金行业根据制品密度要求选用铁粉的主要依据。一般情况，我们是测定在某一压力下（500mpa），不同工艺条件下混合料的压缩性，根据测定的压缩性我们可以选定一种最佳的工艺参数（每份粉的密度必须是测定

5、三次密度的算术平均值）。采用国家标准gb/t1481-1998和国际标准iso3927-1985，金属粉末（不包括硬质合金粉末）在单轴压制中压缩性的测定2.2 工艺参数（1）混料设备。v型混料机：这种混料机不但产生分、合运动，粉末体还会产生强烈的轴向运动，这种轴向运动有助于缩短混合时间。（2）装粉量。对于不同的混料机，都有一定的额定装粉量，也就是填充率。通过大量的对比实验，在最佳混料时间、相同的装粉方式等相同的条件下，当粉料的填充率在60%至2/3左右时，混合的效率最佳，即混合料的碳偏析，流动性、松装密度不同部位测定结果偏差最小。（3）装粉顺序。由于进、排气门座的混合粉中含有1.1%1.2%的

6、石墨，0.8%的硬脂酸锌，这两种粉的松装比重只有其他金属粉比重的1/3，混合比较困难，容易产生成分偏析。经过对比实验，本论文中原料粉的装粉顺序为铁粉（含其他金属）石墨硬脂酸锌铁粉石墨硬脂酸锌。（4）混粉时间。在最佳的装粉方式、设备下，最佳的混料时间是使混合的粉料能达到充分混合，并且每批混合料都能保持一定的送装密度。一般情况下，随着混料时间的延长，混合的均匀程度都将提高，其松装密度也趋于增高和稳定。为了更清楚地了解混料时间对混合料均匀性的影响，我们做了大量的实验，测定不同工艺条件下碳的偏析程度、粉末压缩性、流动性、松装密度的变化来研究混料时间与混合料均匀性之间的关系。本论文主要是研究混料时间对粉

7、料工艺性能的影响，所以我们采用压制压坯密度达到7.1g/cm3时压机所达到的吨位来判断混合粉料的压缩性。以排气门座142f9.3-3为例。根据理论计算，压制密度达到7.1g/cm3时，压机吨位为6.87.5t。3 结论通过研究数据显示，可以得出以下结论：（1）对进、排气门座的特性粉料，随着时间的延长，粉料的均匀性可以大大地提高，压制压力、压坯密度趋于稳定，压制吨位从13吨很快下降到8吨左右，但压坯密度反而从6.89g/cm3提高到7.15g/cm3。（2）在额定450kg的v型混料机中装粉量为300kg混料一小时，混合料的均匀性以及各项工艺性能达到最佳状态。（3）随着混料时间的进一步延长，混合料的均匀性反而变差。（4）混料时间为60分钟时，混合料的压缩性最好。参考文献1冶金.关于建立企业工资共决机制的思考j.攀登，2008，（3）：46-49.2冶金.关于创新多媒体教学的思考j.青海教育，2008，（5）：59-60.3冶金.关于建立企业工资共决机制的思考j.攀登：哲学社