一种高密度羰基铁粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种高品质粉末冶金原料的制备领域，特别是一种高密度羰基铁粉的制备方法。

背景技术

羰基铁粉广泛应用于冶金中，主要用于压制成型与注射成型，现阶段，国内注射成型使用的羰基铁粉振实密度在4.0-4.3g/cm

发明内容

本发明的目的在于提供一种高密度羰基铁粉的制备方法，以解决现有技术的不足。

为达到以上目的，提供以下技术方案：

一种高密度羰基铁粉的制备方法，使用氨气为分解过程中的载气，方法包括以下几步：

S1.将羰基铁液体注入到蒸发器中，并加热，使其汽化为羰基铁蒸汽；

S2.向蒸发器中按比例通入一氧化碳和氨气，并与羰基铁蒸汽混合；

S3.通过压力将混合气体输送至分解器内，控制分解温度分为四段，并根据温度将分解器分为低温区、高温区和热处理区；

S4.混合气体在分解器内首先进入低温区，羰基铁蒸汽进行微量分解；

S5.混合气体在分解器内进入高温区，羰基铁蒸汽全部分解，得到羰基铁粉体；

S6.羰基铁粉体进入热处理区，去除粉体毛刺，并使羰基铁粉体收缩致密，消除粉体内部空隙，得到高密度羰基铁粉。

作为优选方案，步骤S2中所述一氧化碳与氨气的比例为15:1。

作为优选方案，步骤S3中所述分解器内的四段温度分别为：第一段(200-250)℃，第二段、第三段(300-350)℃，第四段(350-400)℃。

作为优选方案，步骤S4中所述羰基铁蒸汽分解量为8％-12％，并形成晶核。

作为优选方案，步骤S5中所述全部分解的羰基铁，以前期分解的铁粉为晶核，长大至一定粒度。

作为优选方案，所述第一段为低温区，第二段和第三段为高温区，第四段为热处理区。

作为优选方案，所述步骤S1中，羰基铁液体的蒸发量为40-70L/h。

作为优选方案，所述步骤S1中，加热温度为120℃。

作为优选方案，所述步骤S6中，得到的高密度羰基铁粉还需经过后续处理，选取粒度为(3-3.5)μm的粉体，并混合均匀。

本发明的有益效果为：

本发明通过控制分解过程中羰基铁、氨气和一氧化碳三者比例，调节粉体中碳、氮、氧比例，并通过四段分解温度控制等后处理方式，保证羰基铁粉颗粒内部结构紧密，减少行星球等杂质的产生，并经过选取后，最终可得到振实密度大于4.5g/cm

具体实施方式

以下对本设计方案进行详细说明。

一种高密度羰基铁粉的制备方法，使用氨气为分解过程中的载气，方法包括以下几步：

S1.将羰基铁液体注入到蒸发器中，并加热，使其在120℃汽化为羰基铁蒸汽，并羰基铁液体的蒸发量为40-70L/h；

S2.向蒸发器中按15:1的比例通入一氧化碳和氨气，并与羰基铁蒸汽混合，调节混合气体中碳、氮、氧比例为2:2:1；

S3.通过压力将混合气体输送至分解器内，控制分解温度分为四段，并根据温度将分解器分为低温区、高温区和热处理区；

S4.混合气体在分解器内首先进入低温区，羰基铁蒸汽进行微量分解；

S5.混合气体在分解器内进入高温区，羰基铁蒸汽全部分解，得到羰基铁粉体；

S6.羰基铁粉体进入热处理区，去除粉体毛刺，并使羰基铁粉体收缩致密，消除粉体内部空隙，得到高密度羰基铁粉。

其中，步骤S3中分解器内的四段温度分别为：第一段(200-250)℃，第二段、第三段(300-350)℃，第四段(350-400)℃。

其中，步骤S4中羰基铁蒸汽分解量为8％-12％，并形成晶核。

其中，步骤S5中全部分解的羰基铁，以前期分解的铁粉为晶核，长大至一定粒度。

其中，第一段为低温区，第二段和第三段为高温区，第四段为热处理区。

其中，步骤S1中，加热温度为120℃，羰基铁在蒸发器中停留一定时间，使其蒸发量达到要求。

其中，步骤S6中，得到的高密度羰基铁粉还需经过后续处理，选取粒度为(3.0-3.5)μm的粉体，并混合均匀。

实施例一

S1.将羰基铁液体注入到蒸发器中，并加热，使其在120℃汽化为羰基铁蒸汽，并羰基铁液体的蒸发量为40L/h；

S2.向蒸发器中按15:1的比例通入一氧化碳和氨气，并与羰基铁蒸汽混合，调节混合气体中碳、氮、氧比例为2:2:1；

S3.通过压力将混合气体输送至分解器内，控制分解温度分为四段，第一段200℃，第二段、第三段300℃，第四段350℃，并根据温度将分解器分为低温区(200℃)、高温区(300℃)和热处理区(350℃)；

S4.混合气体在分解器内首先进入低温区，羰基铁蒸汽进行微量分解，分解量为8％左右，此部分分解的羰基铁粉形成晶核，并均匀分布在混合气体中；

S5.混合气体在分解器内进入高温区，剩余羰基铁蒸汽全部分解，并以前期分解得到的铁粉晶核为晶核，长大至合适粒度，得到羰基铁粉体；

S6.羰基铁粉体进入热处理区，去除粉体毛刺，并使羰基铁粉体收缩致密，消除粉体内部空隙，得到高密度羰基铁粉。

S7.得到的高密度羰基铁粉还需经过后续处理，选取粒度为(3.0-3.5)μm的粉体，并混合均匀。

实施例二

S1.将羰基铁液体注入到蒸发器中，并加热，使其在120℃汽化为羰基铁蒸汽，并羰基铁液体的蒸发量为55L/h；

S2.向蒸发器中按15:1的比例通入一氧化碳和氨气，并与羰基铁蒸汽混合，调节混合气体中碳、氮、氧比例为2:2:1；

S3.通过压力将混合气体输送至分解器内，控制分解温度分为四段，第一段220℃，第二段、第三段330℃，第四段380℃，并根据温度将分解器分为低温区(220℃)、高温区(330℃)和热处理区(380℃)；

S4.混合气体在分解器内首先进入低温区，羰基铁蒸汽进行微量分解，分解量为10％左右，此部分分解的羰基铁粉形成晶核，并均匀分布在混合气体中；

S5.混合气体在分解器内进入高温区，剩余羰基铁蒸汽全部分解，并以前期分解得到的铁粉晶核为晶核，长大至合适粒度，得到羰基铁粉体；

S6.羰基铁粉体进入热处理区，去除粉体毛刺，并使羰基铁粉体收缩致密，消除粉体内部空隙，得到高密度羰基铁粉。

S7.得到的高密度羰基铁粉还需经过后续处理，选取粒度为(3.0-3.5)μm的粉体，并混合均匀。

实施例三

S1.将羰基铁液体注入到蒸发器中，并加热，使其在120℃汽化为羰基铁蒸汽，并羰基铁液体的蒸发量为70L/h；

S2.向蒸发器中按15:1的比例通入一氧化碳和氨气，并与羰基铁蒸汽混合，调节混合气体中碳、氮、氧比例为2:2:1；

S3.通过压力将混合气体输送至分解器内，控制分解温度分为四段，第一段250℃，第二段、第三段350℃，第四段400℃，并根据温度将分解器分为低温区(250℃)、高温区(350℃)和热处理区(400℃)；

S4.混合气体在分解器内首先进入低温区，羰基铁蒸汽进行微量分解，分解量为12％左右，此部分分解的羰基铁粉形成晶核，并均匀分布在混合气体中；

S5.混合气体在分解器内进入高温区，剩余羰基铁蒸汽全部分解，并以前期分解得到的铁粉晶核为晶核，长大至合适粒度，得到羰基铁粉体；

S6.羰基铁粉体进入热处理区，去除粉体毛刺，并使羰基铁粉体收缩致密，消除粉体内部空隙，得到高密度羰基铁粉。

S7.得到的高密度羰基铁粉还需经过后续处理，选取粒度为(3.0-3.5)μm的粉体，并混合均匀。