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摘要：钢铁粉末所制备的铁基材料在粉末冶金行业占有很大的比重,广泛应用于汽车、家电、工程机械等行业。采用预混合技术制备的预混合钢粉具有环保、流动性高、组织和尺寸稳定性好的特点,是制备高精度、高性能铁基材料的首选原料。目前预混合钢粉的生产和销售被欧美日等发达国家垄断,为了拓展我国铁基材料在制造汽车零部件等领域的应用,研究开发预混合钢粉制备技术具有重要意义。锰作为铁基材料中一种新型的合金元素,来源丰富,具有优异的固溶强化和硬化作用。但当锰以元素粉末、高锰含量预合金粉末形式引入时,存在易氧化的缺点,严重影响烧结体力学性能。因此锰添加方式对氧含量的控制研究对于推动含锰铁基材料的应用进程具有现实的意义。本论文研究含锰低合金钢粉的预混合制备技术及在粉末冶金过程中氧含量的控制,在此基础上推测了粘结剂与粉末间的相互作用机制。研究结果如下：获得了对锰和石墨粘结率高的预混合工艺。以Fe-0.5Mn-0.5C材料为对象,研究了4种粘结剂对预混合钢粉中合金元素粘结率的影响。其中非极性粘结剂热塑性弹性体对石墨的粘结率高达96%,聚丙烯酸类极性粘结剂对锰的粘结率高达92%。所制备的预混合钢粉与机械混合粉相比,流动性改善,从25.3s/50g缩短到24.3-24.7s/50g；松装密度与机械混合粉相当,可于3.0.3-3.32g/cm3之间调节。研究了不同锰源、锰含量对预混合钢粉性能的影响。两种锰源分别为FeMn合金粉(79.0wt.%Mn)、含锰低合金钢粉。研究表明,降低FeMn合金粉的粒径,可提高Mn的粘结率。当FeMn合金粉的粒度-800目时,Mn粘结率高达98%。Fe-Mn-C预混合钢粉体系中,当锰源为含锰低合金钢粉时,锰含量升高,预混合钢粉压制密度有所降低,锰含量为1.89wt.%时,600MPa单向压制密度降为6.96g/cm3。研究了Fe-Mn-C预混合钢粉在预混合、脱脂,烧结过程中氧含量的变化。与未含锰的Fe-C体系相比,当锰含量为0.5wt.%时,预混合与脱脂阶段氧含量升高,1120℃、H2气氛中保温30min后,铁的氧化物及部分铁锰氧化物被还原,氧主要以MnO形式存在,最终氧含量为0.21wt.%,与机械混合粉Fe-0.5C的氧含量基本相当。随着Fe-Mn-C预混合体系中Mn含量升高,烧结材料中氧含量有所增加,但与机械混合Fe-0.5C相比,锰含量为1.89wt.%时氧增加接近0.1wt.%。采用复合锰源的Fe-1.89Mn-0.5C体系兼具压制密度较高、成分较均匀,氧含量较低的优势。提出了粘结剂与混合粉末之间的作用机制。极性粘结剂丙烯酸类树脂极性端与铁基粉末、FeMn粉末相互吸附,非极性端一方面与石墨相互吸附,另一方面相互缠绕,从而将石墨、FeMn合金粉粘结到铁基粉末上；非极性粘结剂热塑性弹性体主要通过范德华引力将合金元素粉末粘附到铁基粉末上。图44幅,表15个,参考文献98篇