赵 晶，伊红艳，王秀春，高 慧
山东鲁银新材料科技有限公司，山东济南271105
摘要：本文主要研究水雾化铁钼合金钢粉LAP100.29Mo2的性能与生产，以及以LAP100.29Mo2为基粉、添加不同含量的石墨、合金粉、润滑剂的各种配比混合粉末的粘结化生产工艺，并研究粉末的各种性能。旨在开发出高强度高性能结构件用粉，改善粉末的抗拉强度、屈服强度、硬度、尺寸精度，降低国内用户的使用成本，提高合金粉末的性价比。
关键词：完全预合金化；粘结化；高强度；抗拉强度；硬度；尺寸精度
随着先进粉末冶金技术的高速发展，对铁基粉末原材料提出了更高的要求，如稳定的松装密度、好的流动性、均匀的合金成分、较高的强度等等。电动工具以及汽车上的零部件如齿套和变速器外环等，需要材料具有高强度和高耐磨性，以及均匀的显微组织状态，为实现这一目标要求，将钼合金完全预合金化到铁粉中，这样可得到组织均匀的材料，使其热处理后得到具有高的强度和耐磨性的结构件。
钼合金完全预合金化可保证钼合金成分稳定均匀。LAP100.29Mo2为一款钼合金完全预合金化的铁粉，钼含量控制在0.8—1.0%，山东鲁银新材料科技有限公司可提供。目前山东鲁银新材料科技有限公司具备16万吨铁粉的产能，预计2020年铁粉的产销量为15万吨，高附加值合金粉末的产量大约在3万吨，产销量国内第一、亚洲第一。
1.水雾化铁钼合金钢粉LAP100.29Mo2的生产工艺流程
.png)
图1：水雾化铁钼合金钢粉的生产工艺流程
在钢水冶炼时加入钼铁合金，保证了钼合金均匀地分布在铁粉颗粒中，LAP100.29Mo2生粉中钼含量控制在0.85—0.95%，碳氧比例平衡，以其中一炉生粉为例，其各项指标为C：0.20%，氢损HL:1.62%，Mo：0.93%，Si：0.01%，Mn：0.10%，P:0.013%，S：0.012%，松装密度3.02g/cm3,粒度92%通过100目。
生粉经过7000吨/年带式还原炉进行精还原得到水雾化铁钼合金钢粉LAP100.29Mo2，以氨分解气作为还原气氛，主要工艺参数为：粉末料层厚度为25±2mm，钢带速度为170±5mm/min，气流量为70±5Nm3/h，工艺温度：高温还原段温度910—965℃，高温度还原60—70min，再经冷却60—90min，破碎出炉，经过筛分、磁选、合批、包装的得到成品粉末，得到水雾化铁钼合金钢粉LAP100.29Mo2的性能指标如下：C：0.003%，S：0.008%，Si：0.02%，Mn：0.09%，P：0.012%，氢损：0.09%，Mo：0.89%，松装密度：3.00g/cm3，流动性：25.8sec/50g，600MPa压缩性：7.13g/cm3，粒度分布：+100目1.2%，+140目：20.2%，+200目24.5%，-200目54.1%，物理性能优良。
2.以LAP100.29Mo2为基粉的不同配比的粘结混合粉的生产
.png)
从表3中可以看出，在相同压制密度的条件下，不同配比的材料，其烧结尺寸变化率是不同的，铜含量低镍含量高的2号样粉烧结后收缩；三种配比材料，抗拉强度均超过600MPa，屈服强度均超过570MPa，抗弯强度超过1200MPa，符合高强度的要求；C≥0.70%时，硬度≥90HRB，高于同等条件的Fe-C-Cu系列材料。
粉末的烧结尺寸变化率是粉末冶金制品生产中极其重要的指标，要求其稳定，波动范围小，符合尺寸公差要求。表4为相同配比材料批次之间尺寸变化率对比情况。
表4 同一配比材料批次之间尺寸变化率数据
.png)
6.结论
以钼合金完全预合金化的LAP100.29Mo2粉为基粉的混合粉：
（1）钼合金的合金化和粘结混粉工艺使得粉末中各成分分布均匀；
（2）烧结尺寸变化率稳定,不必担忧尺寸变化带来的不稳定因素；
（3）C含量在0.7%—0.8%时，抗拉强度高、屈服强度高，横向断裂强度高，完全满足高强度的要求；
（4）C含量在0.7%—0.8%时，硬度高、冲击韧性好；
（5）金相显微组织分布均匀；
（6）该粉是作为高强度高耐磨性结构件的首选原材料。