锈钢中的最大溶解度决定，硼在不锈钢中的溶解度一般不超过0.03%)，从而获得含硅和硼的低氧、低氮、低硫不锈钢母合金。
[0017]第三步:将所制备的含适量硅和硼的低氧、低氮、低硫不锈钢母合金进行雾化制粉，可采用水雾化、气雾化、离心雾化、超声雾化、等离子体雾化、旋转电极雾化等制备金属粉末的雾化法来进行。由于本发明增大了不锈钢熔体自身的表面张力，因此，其提高所制备粉末的球形度的作用并不依赖于特定的雾化法。
[0018]实施例1
制备球形430不锈钢粉末。
[0019](I)根据 430 不锈钢的标准成分(C: <0.12%, S1: < 0.75%,Mn: < 1.00%, P: <0.040%，S: < 0.030%，N1: <0.60%,Cr:16.00-18.00%;余量为铁；质量百分比，金属原料纯度为99.9%以上)进行配比，各原材料的用量按上述成分比例和所制备的不锈钢的总量确定，本实施例中，制备10kg 430不锈钢，各元素用量如下:Cr 18kg,Ni 0.6kg,Mn Ikg , Si0.75kg，余量为Fe，C、P和S含量不超过标准成分要求;加热熔融，在钢液中加入0.1kg硅锰钙铝钡复合脱氧剂进行沉淀脱氧，在钢液中加入150 g Ti进行脱氮，在钢液中加入0.3 kg复合脱硫剂(CaC2 60%+Ca0 20%+CaF2 10%+A1 10%，)进行脱硫，从而获得低氧、低氮、低硫不锈钢母合金。
[0020](2)将所制备的不锈钢母合金重熔，采用ICP测定并控制硅的含量在430不锈钢成分的允许区间的上限，即0.75% (质量分数，本例中为0.75 kg)；添加0.03%的硼(质量分数，本例中为0.03 kg)，从而获得含适量硅和硼的低氧、低氮、低硫不锈钢母合金。
[0021](3)将所制备的含适量硅和硼的低氧、低氮、低硫430不锈钢母合金进行气雾化制粉，雾化气体为氩气，气体压强为6MPa，从而获得430不锈钢粉末，如附图1所示，可见，采用本发明方法制备的430不锈钢粉末的球形度极佳，基本无空心粉和卫星球现象，流动性好，能够满足3D打印的使用需求。
[0022]实施例2
制备球形316L不锈钢粉末。
[0023](I)根据 316L 不锈钢的标准成分(C: < 0.030%, Si: < 1.00%,Mn: < 2.00%,S: <0.030%，P: < 0.045%，Cr: 16.00?18.00%，N1: 10.00?14.00%，Mo: 2.00?3.0%，质量百分比，金属原料纯度为99.9%以上)进行配比，各原材料的用量按上述成分比例和所制备的不锈钢的总量确定，本实施例中，制备100kg 316L不锈钢，各元素用量如下:Cr 18kg,Ni14kg,Mn 2kg,Mo 3kg，Si 1kg，余量为Fe，C、P和S含量不超过标准成分要求;加热熔融，在钢液中加入0.1kg硅锰钙铝复合脱氧剂进行沉淀脱氧，在钢液中加入150 g Ti进行脱氮，在钢液中加入0.3 kg复合脱硫剂(CaC2 60%+Ca0 20%+CaF2 10%+A1 10%，)进行脱硫，从而获得低氧、低氮、低硫不锈钢母合金。
[0024](2)将所制备的不锈钢母合金重熔，采用ICP测定并控制硅的含量在316L不锈钢成分允许范围的上限，即1%(质量分数，本例中为I kg));添加0.026%(质量分数，本例中为
0.026kg)的硼，从而获得含适量硅和硼的低氧、低氮、低硫不锈钢母合金。
[0025](3)将所制备的含适量硅和硼的低氧、低氮、低硫316L不锈钢母合金进行气雾化制粉，雾化气体为氩气，气体压强为6MPa，从而获得316L不锈钢粉末，如附图2所示，可以看出，采用本发明方法制备的316L不锈钢粉末的球形度极佳，无空心粉和卫星球现象，流动性极佳，能够满足3D打印的使用需求。
【主权项】
1.一种提高雾化法制备不锈钢粉末球形度的方法，其特征在于，包括如下步骤: 第一步:根据目标不锈钢的标准成分对原料进行配比，加热熔融原料并进行脱氧、脱氮、脱硫处理，其中，脱氧采用在钢液中加入硅锰钙铝钡复合脱氧剂进行，其添加量不超过钢液总质量的0.1%;脱氮采用钢液中加入一定量的T1、A1 ^中的一种或多种来进行，其添加量依据氮在钢液中的最大溶解度0.045%和钢液总量计算确定;脱硫采用在钢液中加入含Ca、Al的复合脱硫剂进行，用量为钢液总质量的0.3%，即获得氧、氮、硫含量均低于10ppm的低氧、低氮、低硫不锈钢母合金； 第二步:将第一步所获得的低氧、低氮、低硫不锈钢母合金重熔，测定并控制母合金中硅的含量，确定硅含量达到目标不锈钢标准成分的区间上限，同时，添加微量的硼，其添加量以在目标不锈钢基体上不形成含硼的析出物为上限，从而获得含硅和硼的低氧、低氮、低硫不锈钢母合金； 第三步:将第二步制备的不锈钢母合金进行雾化制粉。2.如权利要求1所述的提高雾化法制备不锈钢粉末球形度的方法，其特征在于，第一步中，娃猛I丐招钡复合脱氧剂为40wt%S1、10wt%Mn，25wt%Ca、10wt%Al、15wt%Ba的组合物。3.如权利要求1所述的提高雾化法制备不锈钢粉末球形度的方法，其特征在于，第一步中，复合脱硫剂为60wt%CaC2、20wt%Ca0、10wt%CaF2、10wt%Al 的组合物。4.如权利要求1所述的提高雾化法制备不锈钢粉末球形度的方法，其特征在于，第三步中，雾化制粉包括水雾化、气雾化、离心雾化、超声雾化、等离子体雾化、旋转电极雾化。
【专利摘要】本发明公开了一种提高雾化法制备不锈钢粉末球形度的方法，通过降低不锈钢中能使表面张力减小的氧、氮和硫等元素的含量，控制能使表面张力增大的元素硅的含量在目标不锈钢标准成分上限，并添加能使表面张力增大的微量元素硼，使得在不影响不锈钢性能的基础上显著提高不锈钢熔体液滴的表面张力，使不锈钢熔体液滴在雾化时能够在更大的表面张力作用下收缩成球形度更好的粉末，实现提高雾化法制备不锈钢粉末球形度的目的。
【IPC分类】B22F9/08, C22C33/06, B33Y70/00
【公开号】CN105648303
【申请号】
【发明人】杜宇雷, 卢晓阳, 廖文和
【申请人】南京理工大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月2日