文档介绍：重庆大学
硕士学位论文
攀钢转炉污泥铁粉表面包覆铜的研究
姓名:李坚
申请学位级别:硕士
专业:材料工程
指导教师:刘江龙;周一平
20050501
重庆大学硕士学位论文中文摘要
摘要
铁基烧结材料是粉末冶金工业中产量最大、应用最广的一类重要的烧结材料。
铁基烧结材料的性能主要取决于于材料合金化学元素的种类、材料的烧结密度和
显微组织等。为了进一步扩大攀钢污泥铁粉末的应用范围和增加其更高的工业附
加值,本文通过化学置换镀铜的方法对铁粉的表面对进行改性,获得了铜包铁的
预合金化复合粉末,从而改善铁粉的物理和化学性能。文中对改性前后粉末的粒
度、松装密度、流动性等进行了测定和比较,发现包覆粉末的松装密度有所降低,
流动性有所提高,由扫描电镜可以观察到在原始粉末的表面沉积了一层球状和雪
花状铜晶体。即形成了一种核-壳式包覆结构。将这种复合粉末在200MPa的压强下
压制成坯,而后在真空炉中进行热固结处理,对烧结后的样品进行腐蚀前后的金
相观察,发现部分铜扩散到铁基体中。
本研究课题采用磁选沉降、还原工艺,从攀钢转炉污泥中制得了总铁含量>98
%、平均粒度为236 m 、/ cm3 、流动性为36s/50g的粉末冶金工业
用的纯铁粉末。在试验室条件下,用攀钢转炉污泥铁粉末,制取铜包覆粉末的最
佳工艺条件为:20g 铁粉末,粉末粒度为300目;1%盐酸取20 ml 对粉末进行约3 min
的酸洗, mol / L ,使用量为100 ml ,搅拌速度选择为慢速
或中等速度。影响包覆粉末质量的因素由强到弱依次为:硫酸铜溶液浓度, 固液
比(粉末投料量与硫酸铜溶液的比例),粉末的粒度,搅拌速度。
研究表明:经过热固结处理后的两种包覆粉末中均有铁素体和纯铜相组成,
且其组织不均匀。因此,采用本铜包覆铁粉末制备粉末冶金零件时,选用烧结工
艺应介于铜粉末烧结和铁粉末烧结制度之间,即保温时间、固结温度应比烧结铜
的高,比烧结铁的低。
对制得的包覆粉末进行了工业生产扩大试验,得到的Cu/Fe复合粉技术指标
为:FeCu20粉中Cu含量19%-21% , FeCu30粉中Cu含量29%-31%,其松比为
-,流动性≤35Sec/50g ,粒度≤154 m ,%-
%。另一方面,置换镀铜作为铁粉表面改性方法,工艺简单,沉积速度快,成本
低,工艺流程中环境污染小。采用本课题所提出的工艺技术,从攀钢转炉污泥中
提取铁粉末、表面包覆铜,不但可以解决环境保护,而且还可以产生较大的经济
效益。这为转炉污泥的有效回收利用提供了一条有工业价值的途径。
关键词:转炉污泥,铁粉,置换,包覆,复合粉末
I
重庆大学硕士学位论文英文摘要
ABSTRACT
Iron radicel sinter is the most productivity and the most popular sinter in powder
metallurgy industry. Like other ordinary steely material, the performance of iron radicel
sinter is mainly due to chemistry element species of alloy, sinter density, microstructure
and so on. For extending the applying of sludge iron powder in Panzhihua Group Iron &
Steel, ltd.(PGIS) and increasing its industrial subjoin, the posite iron
powder coated with copper could be obtained by modificating iron powder surface with
chemical replacing copperize method, while the physical and chemical performances of
iron powder could be promoted. Some parameters like granularity ,density and fluidity
could be mensurated pared. It is discovered that the density be debased to some
extant,