氏体不锈钢球形粉末的制备
采用重量百分比为:Cr 17.5%,Mo 2.6%,Ni 13.5 %，其余为Fe元素，总重量为10kg的奥氏体不锈钢熔铸原料进行熔炼并得到铸锭;其次通过锻造工艺，将不锈钢铸锭制成组织致密度为99.6%的锻态棒料，经过车床和精密数控车床的机械加工，得到直径为40 mm，长度为800 mm的奥氏体不锈钢电极棒，表面粗糙度为1.6μηι;将所得电极棒置于电极棒安装室2内，并对氮气雾化室I内抽真空，待设备真空度达到I X 10—3 Pa时充入高纯氮气，设备内氮气分压为1.5 X 15Pa;开启雾化设备制备球形粉末，电极棒转速为18000转/分，不锈钢电极棒5的进给量为2mm/s，等离子火炬4的功率为120 kW，依靠离心力作用形成稳定、连续的熔融液滴，金属液滴在氮气气氛中快速冷却形成高氮不锈钢球形粉末，雾化室通过循环冷却水进行冷却;利用氮气保护的粉末收集罐3进行高氮钢粉末的收集工作，待所收集的金属粉末完全冷却后，直接密封并接入氮气气氛保护的静电去夹杂设备进行非金属夹杂的去除工作，最后采用多层真空热封进行粉末的包装。
[0021]经测试分析可知，高氮奥氏体不锈钢球形粉末平均粒径为90μπι，粉末视觉球形度优异，表面光洁度高，基本消除卫星粉和空心粉现象。不锈钢中氮含量的质量百分数为
0.61%ο
[0022]实施例2:高氮无镍奥氏体不锈钢球形粉末的制备
采用重量百分比为:Cr 18.5%，Mn 13%，Mo3.5%，其余为Fe元素，总重量为I OOkg的奥氏体不锈钢熔铸原料进行熔炼并得到铸锭;其次通过锻造工艺，将不锈钢铸锭制成组织致密度为99.8%的锻态棒料，经过车床和精密数控车床的机械加工，得到直径为60mm，长度为600mm的奥氏体不锈钢电极棒，表面粗糙度为3.2μπι;将所得电极棒置于不锈钢电极棒安装室2内，并对氮气雾化设备I内抽真空，待雾化设备真空度达到5 X 10—3 Pa时充入高纯氮气，雾化设备内氮气分压为2.5Χ 15 Pa;开启雾化设备制备球形粉末，不锈钢电极棒转速为26000转/分，不锈钢电极棒5的进给量为4 mm/s，等离子火炬4的功率为300 kW，依靠离心力作用形成稳定、连续的熔融液滴，金属液滴在氮气气氛中快速冷却形成高氮不锈钢球形粉末，雾化室通过循环冷却水进行冷却;利用氮气保护的粉末收集罐3进行高氮钢粉末的收集工作，待所收集的金属粉末完全冷却后，直接密封并接入氮气气氛保护的静电去夹杂设备进行非金属夹杂的去除工作，最后采用多层真空热封进行粉末的包装。
[0023]经测试分析可知，高氮奥氏体不锈钢球形粉末平均粒径为75Mi，粉末视觉球形度优异，表面光洁度高，基本消除卫星粉和空心粉现象。不锈钢中氮含量的质量百分数为0.76%ο
【主权项】
1.一种高氮不锈钢球形粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)按照普通不锈钢所需成分进行配料得到熔铸原料，通过熔炼工艺得到不锈钢铸锭；其次通过锻造工艺，将不锈钢铸锭制成组织致密的锻态棒料，经车床和精密数控车床的机械加工，得到符合等离子旋转电极法要求的不锈钢电极棒； 2)将不锈钢电极棒置于雾化设备内，对雾化设备预抽真空处理，然后充入高纯氮气； 3)开启雾化设备，利用等离子火炬加热不锈钢电极棒端面进行熔化，在雾化室内进行离心雾化制粉； 4)通过粉末收集装置得到超纯净高氮不锈钢球形粉末，粉末粒度在15-300μπι之间； 5)待粉末完全冷却，将所收集粉末通过静电除杂设备，去除非金属杂质，然后按要求筛分并真空包装。2.根据权利要求1所述的一种高氮不锈钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤I)所述普通不锈钢成分的重量百分比为，铬10-30%，锰0-20%，钼0-5%，镍0-20%，其余为铁;所述锻态电极棒的致密度大于99%，无明显疏松、缩孔等铸造缺陷，直径为10-90 mm，长度为100-1000 _，表面粗糙度Ra不大于3.2μηι。3.根据权利要求1所述的一种高氮不锈钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤2)所述预抽真空度达到I X 10—3Pa-1O X 10—3Pa时，充入高纯氮气作为气氛保护，整套制粉设备内的压力为0.1 X 105-3 X 15 Pa，气氛氧含量的质量百分数小于0.01%。4.根据权利要求1所述的一种高氮不锈钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤3)所述雾化室内壁应光滑，表面粗糙度应小于1.6μπι;电极棒转速在10000-30000转/分，电极棒进给量为1-10毫米/秒，等离子弧功率在100-400kW，依靠离心力作用形成稳定、连续的熔融液滴，金属液滴在氮气气氛中快速冷却形成高氮不锈钢球形粉末，雾化室通过循环冷却水进行冷却。5.根据权利要求1所述的一种高氮不锈钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤4)所述粉末收集过程在氮气气氛下进行，待所得粉末完全冷却后密封并接入静电去夹杂设备。6.根据权利要求1所述的一种高氮不锈钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤5)所述的静电去夹杂过程和筛分过程均在氮气气氛保护下进行，粉末包装采用多层真空热封。
【专利摘要】一种高氮不锈钢球形粉末的制备方法，包括以下步骤：按照不锈钢成分配料和母合金锭的熔炼工艺；通过锻造、机械加工将母合金锭制成普通不锈钢电极棒；对雾化设备进行预抽真空处理，并通入高纯氮气；通过进给系统将电极棒送入雾化室，利用等离子火炬加热电极棒端面，并将电弧区的氮气电离成氮离子、高能氮分子和未电离的氮中性原子，从而提高不锈钢氮含量；依靠旋转电极的离心作用制备金属液滴，瞬时凝固为球形金属粉末，待高氮不锈钢球形粉末冷却后通过静电除杂装置去除非金属夹杂，最后采用多层真空热封进行粉末包装；具有生产效率高、批次稳定性强、细粉收得率高等特点，易于制备含氮量高、纯净度好、流动性强、表面光洁的不锈钢球形粉末。
【IPC分类】C22C38/22, B22F9/10, C22C38/38, C22C38/44
【公开号】CN105618776
【申请号】CN201610220597
【发明人】赵霄昊, 左振博, 王庆相, 陈小林, 韩志宇, 徐伟, 张鹏, 梁书锦, 张平祥
【申请人】西安欧中材料科技有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年4月11日