Ferromolybden er standard legeringstilsetning for å introdusere molybden i legert stål, verktøystål, rustfritt stål og pulvermetallurgiske kvaliteter, der molybden forbedrer herdbarhet, høy-temperaturstyrke, krypemotstand og korrosjonsbestandighet. Levering av elementet i pulverform muliggjør kontinuerlig mating, homogen fordeling i smelten eller i en pulverblanding, og presis veiing for små varme. Molybdeninnhold, oksygeninnhold og partikkelstørrelsesfordeling er de tre variablene som avgjør om et ferromolybdenpulver er egnet for et gitt legert stål eller pulvermetallurgisk materiale.
Den konvensjonelle produksjonsruten
Det tradisjonelle råmaterialet for produksjon av ferromolybdenpulver er molybdenitt, det vil si molybdendisulfidkonsentrat. Før smelting oksideres og brennes konsentratet, typisk i en fler-kammer- eller multi-ovn, for å gi en brent molybdenmalm, noen ganger kalt teknisk molybdenoksidsinter, med et restsvovelinnhold under 0,07 %. Smelting utføres deretter ved ut-av-ovnen, aluminotermisk stil: ferrosilisium som inneholder 75 % silisium sammen med en liten mengde aluminiumsgranuler fungerer som reduksjonsmiddel, reaksjonen produserer en smeltet legering og en slagg, og etter avkjøling blir ferromolybden-barren knust til pulverisert støpemasse.
Ferromolybdenpulver fremstilt på denne måten inneholder normalt 50 til 60 % molybden. Å heve molybdeninnholdet til over 70 % ad samme vei fører til reelle tekniske vanskeligheter: reduksjonen blir mindre fullstendig, slaggviskositet og separasjon forringes, segregering av molybden-rike og jern-rike områder forekommer, og oksygenopptak under knusing og fresing øker oksygeninnholdet i det ferdige pulveret.
Forbedret forberedelsesmetode for høyt molybdeninnhold
For å overvinne disse begrensningene er det utviklet en pulvermetallurgirute som bygger legeringen fra elementære pulvere i stedet for fra et smeltet bad. Metoden utføres i fire trinn.
Trinn 1 – Råvarer og blanding.Redusert jernpulver eller gass-atomisert jernpulver brukes sammen med ultrafint molybdenpulver, med molybdeninnholdet i mållegeringen over 70 vekt%. Jernpulveret har en renhet større enn 98 % og en partikkelstørrelse på minus 100 mesh, mens molybdenpulveret har en partikkelstørrelse på 100 µm eller finere og en renhet på 99 % eller høyere. De to pulverene er mekanisk blandet i en V-type, dobbel-kjegle eller trommelmikser.
Trinn 2 – Lading av møllen.Det blandede pulveret legges i en kulemølle, og stålkuler på 10 mm, 5 mm og 3 mm diameter tilsettes. Massen til slipekulene er ikke større enn 20 ganger massen til pulveret. Krukken blir deretter forseglet.
Trinn 3 – Kulefresing.Den forseglede krukken kjøres på en kulemølle med rotasjonshastigheten kontrollert i området 300 til 500 rpm og en maletid på 1 til 2 timer, som gir en fin, mekanisk legert pulverblanding.
Trinn 4 – Reduksjonsgløding.Det malte legeringspulveret reduksjonsglødet i en hydrogenatmosfære ved 500 til 600 grader i 1,5 til 2 timer, noe som fjerner overflateoksider og senker oksygeninnholdet i pulveret.
Prosessparametere på et øyeblikk
| Parameter | Verdi i denne metoden |
|---|---|
| Molybdeninnhold i ferromolybdenpulveret | mer enn 70 vekt% |
| Jernpulver type | redusert jernpulver eller atomisert jernpulver |
| Renhet av jernpulver | mer enn 98 % |
| Jernpulver partikkelstørrelse | minus 100 mesh |
| Molybden pulver partikkelstørrelse | 100 µm eller finere |
| Molybden pulver renhet | 99 % eller høyere |
| Blandeutstyr | V-type, dobbel-kjegle eller trommelmikser |
| Diameter på slipekuler | 10 mm, 5 mm, 3 mm |
| Masseforhold mellom ball og pulver | ikke større enn 20 til 1 |
| Fresehastighet | 300 til 500 rpm |
| Fresetid | 1 til 2 timer |
| Glødende atmosfære | hydrogen |
| Glødetemperatur | 500 til 600 grader |
| Glødetid | 1,5 til 2 timer |
Fordeler sammenlignet med den konvensjonelle ruten
Metoden utvider valget av råvarer, fordi de fleste kommersielt tilgjengelige jernpulver og molybdenpulver kan brukes, noe som reduserer råvarekostnad og innkjøpsrisiko. Selve prosessen er enkel, kravene til produksjonsutstyr er beskjedne, og ruten egner seg for produksjon i industriell skala i stedet for batcharbeid i laboratorier. Pulverkvaliteten forbedres også: ferromolybdenpulveret med høyt molybdeninnhold som produseres på denne måten, kombinerer et høyt molybdennivå med et lavt oksygennivå, og er derfor egnet for fremstilling av høyytelseslegert stål og pulvermetallurgiske materialer. Typiske bruksområder inkluderer produksjon av legert stål og verktøystål, pulvermetallurgiske blandinger, forbruksvarer for harde overflater og sintrede høyhastighetsstålkvaliteter.
Kvalitetskontroll og leveringshensyn
Fordi de endelige egenskapene avhenger av pulveregenskaper, bør innkommende inspeksjon verifisere molybdenpulverpartikkelstørrelse, jernpulvermaskestørrelse, renhet ved kjemisk analyse og fuktighetsinnhold. Etter fresing og gløding dekker rutinetesting molybdeninnhold, oksygeninnhold, partikkelstørrelsesfordeling og tilsynelatende tetthet. Krystallinsk ferromolybden for stålfremstilling omsettes normalt under ISO 5451 eller GB/T 3649, med karakterer som FeMo60 og FeMo70 som angir det nominelle molybdennivået; et pulverprodukt bør i tillegg spesifisere siktsnittet og maksimalt oksygeninnhold avtalt mellom leverandør og bruker.
Ofte stilte spørsmål
Spørsmål: Hvilket molybdeninnhold kan den konvensjonelle smelteveien oppnå?
Den klassiske molybdenittbrenningsveien og ut-av-smelteveien gir ferromolybdenpulver med omtrent 50 til 60 % molybden, og å overstige 70 % på den måten er teknisk vanskelig.
Spørsmål: Hva er de fire trinnene i den forbedrede tilberedningsmetoden?
Blande jernpulver med ultrafint molybdenpulver, fylle blandingen i en forseglet kulefresekrukke med graderte stålkuler, kulefresing ved 300 til 500 rpm i 1 til 2 timer, deretter reduksjonsgløding i hydrogen ved 500 til 600 grader i 1,5 til 2 timer.
Spørsmål: Hvorfor er masseforholdet mellom ball og pulver begrenset?
Et forhold på ikke mer enn 20 til 1 holder freseenergien tilstrekkelig for legering og partikkelforfining samtidig som forurensning, overdreven kaldsveising og oksygenopptak fra fresemediet begrenses.
Spørsmål: Hva er hensikten med hydrogenreduksjonsgløding?
Gløding i hydrogen fjerner overflateoksid dannet under fresing, senker oksygeninnholdet i pulveret og lindrer belastningen som introduseres ved mekanisk legering.
Spørsmål: Hvilke råvarer kreves?
Jernpulver med renhet over 98 % og partikkelstørrelse på minus 100 mesh, pluss molybdenpulver på 100 µm eller finere med renhet på 99 % eller høyere, med mållegeringen over 70 vektprosent molybden.
Spørsmål: Hvor brukes ferromolybdenpulver med høyt molybden?
Den brukes til legeringsstål, verktøy- og dysestål, sintrede høyhastighetsstål,-høyhastighetsstål, forbruksvarer til harde overflater og andre pulvermetallurgiske materialer som trenger en høy molybdenkonsentrasjon med lite oksygen.
