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粉末冶金是制取金屬粉末或用金屬粉末作為原料，經(jīng)過(guò)成形和燒結(jié)，制造金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工藝技術(shù)。粉末冶金法與生產(chǎn)陶瓷有相似的地方，均屬于粉末燒結(jié)技術(shù)。由于粉末冶金技術(shù)的粉末冶金方法能壓制成最終尺寸的壓坯，而不需要或很少需要隨后的機(jī)械加工，故能大大節(jié)約金屬，降低產(chǎn)品成本，粉末冶金技術(shù)在新材料的發(fā)展中起著舉足輕重的作用。
隨著粉末冶金工業(yè)的飛速發(fā)展，粉末冶金制品正向高密度、高強(qiáng)度、高精度、形狀復(fù)雜方向發(fā)展。鐵粉是粉末冶金的重要原料。生產(chǎn)鐵粉的主要方法是還原法和霧化法。電解法和羰基法主要用于制造磁性材料所需要的高純度、細(xì)粒度鐵粉。還原法是利用固體或氣體還原劑(如木炭、氫等)還原鐵的氧化物制成海綿鐵，然后加以粉碎。
霧化法系用高壓水流或空氣流把熔融鐵水流沖擊成霧狀，制成鐵粉。鐵粉的質(zhì)量指標(biāo)包括化學(xué)成分、粒度組成、松裝密度、流動(dòng)性、壓縮性等。還原鐵粉通俗是利用焦炭、木炭、無(wú)煙煤、水煤氣、轉(zhuǎn)化天然氣、分解氨、氫等固體或氣體還原劑還原鐵精礦、軋鋼鐵鱗等鐵的氧化物制取海綿狀的鐵。
還原鐵粉作為粉末冶金制品的主要原料，它對(duì)粉末冶金制品的性能具有重要影響。流動(dòng)性是粉末冶金重要的工藝參數(shù)之一，其優(yōu)劣直接影響生產(chǎn)效率，同時(shí)對(duì)于形狀復(fù)雜件、細(xì)長(zhǎng)件、大高度件等，流動(dòng)性差將導(dǎo)致裝粉時(shí)模具充填不佳，甚至出現(xiàn)搭橋從而響制件的成形以及密度均勻性等。而還原鐵粉由于顆粒形貌獨(dú)特，導(dǎo)致其流動(dòng)性能控制相對(duì)較難，因此，需要研究一種改善還原鐵粉流動(dòng)性的工藝方法。
還原鐵粉已有近百年的生產(chǎn)歷史，我國(guó)鐵粉生產(chǎn)始于1956年，1958年開始發(fā)展還原鐵粉生產(chǎn)。主要應(yīng)用于粉末冶金工業(yè)、焊條制造、藥廠、食品添加劑等方面。其應(yīng)用舉例如下：
1. 還原鐵粉用作為制備釹鐵硼合金的原料之前需要壓制成短棒壓塊，這種短棒壓塊在真空感應(yīng)爐中熔煉釹鐵硼合金時(shí)其冶煉工藝與采用純鐵為原料時(shí)完全相同。然而，高純還原鐵粉比重小(1.5g-2.0g/cm3)、質(zhì)量輕、體積大，不宜直接用作為冶煉釹鐵硼合金的含鐵原料使用。
通過(guò)在高純還原鐵粉中加入少量的粘結(jié)劑并用模具將其壓制成比重6.5g-7.2g/cm3高比重的短棒壓塊制品可使之轉(zhuǎn)變成為類似純鐵塊的優(yōu)質(zhì)含鐵原料。由于高純還原鐵粉短棒壓塊制品質(zhì)量?jī)?yōu)、生產(chǎn)成本低，所以，是一種比較理想的替代純鐵作為生產(chǎn)釹鐵硼合金的新型含鐵原料。由于高純還原鐵粉的化學(xué)成分與純鐵相近，并且，純凈度更高，價(jià)格也比較低廉。
所以，采用高純還原鐵粉壓塊替代純鐵作為生產(chǎn)釹鐵硼合金的原料不但能夠確保釹鐵硼的質(zhì)量，而且，還可以有效地降低其生產(chǎn)成本。生產(chǎn)實(shí)踐表明：采用還原鐵粉壓塊替代純鐵生產(chǎn)的燒結(jié)釹鐵硼合金的磁能積達(dá)到5565MGoe,與采用相同工藝以純鐵為原料生產(chǎn)的釹鐵硼合金相當(dāng)。
2. 高純還原鐵粉替代工業(yè)純鐵冶煉不銹鋼，采用高純還原鐵粉用作為煉鋼原料，壓制成短棒壓塊制品。
這種短棒壓塊適用于在真空感應(yīng)電爐或常規(guī)感應(yīng)電爐中熔煉不銹鋼作為原料使用，其冶煉工藝與采用工業(yè)純鐵為原料時(shí)完全相同，即：在通電熔化前將短棒壓塊制品與其它金屬原料一起放入到坩鍋內(nèi)，熔化后不斷地補(bǔ)加余下的原料。
由于還原鐵粉的化學(xué)成分與純鐵相近，并且，純凈度相對(duì)更高，價(jià)格也比較低廉。所以，對(duì)于那些采用工業(yè)純鐵生產(chǎn)的不銹鋼完全可以用還原鐵粉壓塊進(jìn)行替代，不但能夠確保不銹鋼的質(zhì)量，而且，還可以有效地降低不銹鋼的生產(chǎn)成本。
一種改善還原鐵粉性能的還原鐵粉生產(chǎn)工藝，將含鐵粉料、焦粉和熔劑混勻后加入窯中進(jìn)行初還原，其中初還原的溫度控制為1160℃±10℃，初還原完成后得到海綿鐵生粉；再將海綿鐵生粉加入精還原爐中，并采用含H2的還原性氣體進(jìn)行精還原得到還原鐵，其中海綿鐵生粉TFe≥97.2％，C≤0.30％，精還原的正常還原溫度為940～950℃；對(duì)還原鐵解碎、合批后得到還原鐵粉，并控制還原鐵粉?200目的質(zhì)量比為48～54％，所述的含鐵粉料、焦粉和熔劑的質(zhì)量配比為：(1.5～2.0)：1：(1/8～1/6)。
通過(guò)調(diào)整鐵鱗原料粒度分布、海綿鐵破碎粒度分布、初還原溫度、精還原溫度，來(lái)改善還原鐵粉的性能。
[1] 金屬材料簡(jiǎn)明辭典
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[3] 郭長(zhǎng)慶;曹杰瑞.一種用還原鐵粉替代純鐵冶煉釹鐵硼合金的方法.CN201710451419.2，申請(qǐng)日2017061
[4] 郭長(zhǎng)慶;曹杰瑞.一種用高純還原鐵粉替代工業(yè)純鐵冶煉不銹鋼的方法.CN201710451201.7，申請(qǐng)日20170615
[5] 黃貞益;唐木生;張龍;趙宗海;張麗娜;姚學(xué)軍;姜子敬.一種改善還原鐵粉性能的還原鐵粉生產(chǎn)工藝.CN201710219962.X，申請(qǐng)日20170406