铁基金属间化合物预合金雾化粉末新材料的制作方法
【专利摘要】本发明属于粉末冶金制品制备领域，特别涉及适用于含有O2，SO2，SO3，H2S等含有腐蚀性组分的工作环境材料，替代部分高温合金和陶瓷材料的新材料，该方法首先将上述原料投入中频感应电炉中熔炼，将熔炼后的铁基金属间化合物预合金采用超高压气水组合雾化法制品金属粉末，然后经过离心脱水、静态烘干、标准筛分，制备出材质均匀、不同粒度分布、低氧含量的铁基金属间化合物预合金粉末。
【专利说明】
铁基金属间化合物预合金雾化粉末新材料
技术领域
[0001 ]本发明属于粉末冶金制品制备领域，特别涉及适用于含有02，S02，S03，H2S等含有腐蚀性组分的工作环境材料，替代部分高温合金和陶瓷材料的新材料，该方法首先将上述原料投入中频感应电炉中熔炼，将熔炼后的铁基金属间化合物预合金采用超高压水气组合雾化法制品金属粉末，然后经过离心脱水、静态烘干、标准筛分，制备出材质均匀、不同粒度分布、低氧含量的铁基金属间化合物预合金粉末。
【背景技术】
[0002]自二十世纪九十年代以来，随着世界经济技术的飞速发展，新技术的不断涌现，对新材料的要求不断提高，针对陶瓷材料抗热振性不好，工业应用可靠性不高等问题，西方一些发达国家相继投入大量人力物力开发先进、性能优异的新材料替代陶瓷材料进行工业化应用，铁基金属间化合物是一种介于金属和陶瓷材料之间的一种新型结构功能材料，具有优异的高温抗氧化和抗硫化腐蚀性能，同时具有良好的耐热性和机械性能，但其也有室温塑性不高，脆性大、难于机械加工等弱点，因此限制了其在工业化上的应用。采用粉末冶金的方法制备铁基金属间化合物结构或功能材料，近净成型，避免二次加工，可以有效克服铁基金属间化合物难于机械加工、塑性差、脆性大的弱点，目前国内外对于铁基金属化合物粉末冶金的大量研究主要方法是采用机械合金化的工艺，研制出不同配比的金属间化合物粉末，从而进一步通过压制烧结的方法制备金属间化合物结构或功能材料，机械合金化的方法制备的粉末成分偏析严重，造成粉末制品性能不稳定，质量难于控制，限制了应用，为优化机械合金化方法，制备出优质的无成分偏析的优质金属间化合物粉末，我们开创性的采用金属熔炼预合金化方法制备金属母合金，气水组合雾化方法制备金属粉末，取得成功，金属粉末性能优异。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种比机械合金化方法制备粉末工艺更合理，更容易实现的，开创性的独特的技术，制备的金属间化合物粉末无成分偏析、质量稳定、性能优异。
[0004]根据上述目的，本发明采用的技术方案描述为:
配料—感应恪炼—水气组合雾化—尚心脱水—静态烘干—标准筛分—混料合批—检测—包装
1、配料:采用工业纯铁(需除锈)、綳铁、金属铝、金属铬及其他金属、非金属微量元素按照配料配方以重量百分比进行称重配料
2、将上述原料按照工艺要求依次投入中频感应熔炼炉中加热熔炼，加热温度1500-18000C，熔炼加热时间3-20分钟，造渣脱氧
3、熔炼合金化出清后，炉前检测钢水温度大于1600°C后，开高压栗注水注气，压力大于8MPa，待压力稳定后浇钢雾化，雾化时间小于10分钟
4、雾化粉末在雾化桶内沉降时间要大于30分钟，时间达到后卸下雾化收料桶，将粉末移入离心脱水机进行离心脱水，脱水时间3分钟
5、脱水后的粉末移入烘干盘装进静态烘箱实施烘干处理，烘干时间不小于8小时
6、完全烘干后的粉末移入标准振动筛实施筛分分级
7、筛分后的粉末根据配比工艺移入合批机进行混料合批，按照工艺要求定量装桶
8、在线检测粉末氧含量，激光粒度，松装密度，流动性等指标，指标全部合格后等待包装入库。
[0005]本发明用上述方法制备的铁基金属化合物预合金雾化粉末，与现有技术相比，元素偏析小，氧含量低，粉末颗粒形貌和粒度分布可调，批次间稳定性好，用此粉末通过粉末冶金方法制备的粉末冶金制品成型性优良，成分均匀，偏析小，质量稳定，性能优异。
【具体实施方式】
[0006]1、原材料配料，原料铁采用工业纯铁，要求机械除锈，实心铁棒，长度不大于200mm，綳铁、金属铝、金属铬及其他金属要求为块状，外形尺寸不大于50*10*20，但也不要太小，以免烧蚀损耗过大，非金属微量元素按照配料配方以重量百分比进行称重配料。
[0007]2、将上述原料按照工艺要求依次为铁、綳铁、金属铬、金属铝和其他元素投入中频感应熔炼炉中加热熔炼，加热温度1500-1800 0C，熔炼加热时间3-20分钟，造渣脱氧。
[0008]3、熔炼合金化出清后，炉前检测钢水温度大于1600°C后，开高压栗注水注气，压力大于8MPa，待压力稳定后浇钢雾化，雾化时间小于10分钟，采用大漏眼，自由式喷盘，保证雾化时偏析最小。
[0009]4、雾化粉末在雾化桶内沉降时间要大于30分钟，时间达到后卸下雾化收料桶，将粉末移入离心脱水机进行离心脱水，脱水时间3分钟，抓攥后不准结块。
[0010]5、脱水后的粉末移入烘干盘装进静态烘箱实施烘干处理，烘干时间不小于8小时，烘干后要进行在线粉末水分检测。
[0011 ] 6、完全烘干后的粉末移入标准振动筛实施筛分分级。
[0012]7、筛分后的粉末根据配比工艺移入合批机进行混料合批，按照工艺要求定量装桶。
[0013]8、在线检测粉末氧含量，激光粒度，松装密度，流动性等指标，指标全部合格后等待包装入库。
[0014]9、包装采用真空包装，15KG每袋，堆垛高度不准超过2层，标识入库。
【主权项】
1.粉末化学成分(重量百分比):Al: 13%-18%； Cr: 3%-8%; B: 0.1%_0.5%； Si: 0-2%; Ru: 0-1%;余Fe。2.中频感应电炉熔炼，恪炼温度1500-1800°C，恪炼时间3-15分钟，造渣脱氧。3.水气组合雾化，充水充气至雾化压力。4.超高压雾化冷却，雾化压力5-15MPa。5.静态烘干机干燥、烘干，烘干时间每批次不少于8小时。6.粉末分级使用标准筛进行筛分，粉末粒度分布为:-40+80目，-60+100目，-40+150目，-80+160目，-150+250目，-150+500目,-500目。7.氧含量3000-5000PPM，松装比重1.0-1.8g/cm3，流动性 1’_1’40”。
【文档编号】B22F9/08GK106001590SQ201610583236
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月24日
【发明人】不公告发明人
【申请人】刘志强