本发明属于粉末冶金技术领域，具体涉及一种细粒径球形18ni300粉末的制备方法。
背景技术：
18ni300是增材制造专用马氏体时效钢，具有强度高，焊接性能好，韧性以及冷热加工性能好的特点。该钢材的合金化原理是以无c或者超低c的fe-ni马氏体为基体，经过时效处理使金属间化合物沉淀硬化的一种超高强度钢。其具有较高硬度和强度，通常在抗拉1700mpa，硬度50-54hrc。在航空航天，精密磨具等工业领域具有广泛应用。
目前增材制造技术对18ni300粉体有高流动性，低孔隙率，高纯净度和小尺寸粒度的要求。传统气雾化技术有着先天的缺点。首先，其制得的粉末球形度差，存在大量粘连粉和卫星粉，导致粉末流动性差。由于气雾化过程中高速气流冲击熔滴，容易将气体卷入熔滴内，使凝固的粉末颗粒残留气孔，对后期致密化后的合金性能带来很大影响。同时，由于气雾化采用流动的惰性气体制粉，惰性气体的纯度直接影响到粉末的纯净度。而且某些形式的气雾化采用陶瓷坩埚，有引入夹杂的风险。等离子旋旋转电极法制得的粉末完全不存在上述缺点，有着极大的发展前景。
技术实现要素：
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种细粒径球形18ni300粉末的制备方法，通过该方法批量制备出高流动性，低孔隙率，高纯净度和小尺寸粒度的18ni300粉末，能满足航空航天领域的应用需求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种细粒径球形18ni300粉末的制备方法，包括以下步骤：
1）将18ni300合金棒精加工成为直径为40-90mm、长度为400-1000mm的18ni300合金电极棒，且圆度偏差小于0.1mm，直线度偏差小于0.1mm/m，粗糙度小于1.6μm；
2）将加工后的18ni300合金电极棒置于惰性气体保护的密闭炉室内，使其以15000-35000r/min的转速高速旋转，采用功率为50-150kw等离子枪加热电极棒端部使端部熔化，同时在电极棒上施加150-200l/s的强惰性气体流，熔融金属在离心力和气流冲击力双重作用下从电极棒端部飞出，液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒，落入炉室底部收集器中；
3）在惰性气体保护下，对制得的球形18ni300合金粉进行筛分处理，得到所需粒度的球形18ni300合金粉。
所述的球形18ni300合金粉的平均粒度为15μm-106μm。
所述的步骤2）制粉过程惰性气体应为氩氦混合气体，氩气：氦气比例为1:9-4:6。惰性气体纯度>99.99%，粉末增氧量<100ppm。
本发明的有益效果在于：
本发明通过将等离子旋转雾化工艺和惰性气体雾化工艺相结合，在超高转速条件下和高速气流作用下，批量制备出流动性良好的球形18ni300粉末，满足增材制造粉末的应用需求。与气雾化方法相比，本发明能够获得球形度高，流动性好，孔隙率低，杂质含量少的18ni300粉末，并具有批量化生产能力。
附图说明
图1为本发明高品质18ni300粉末的扫描电镜照片。
图2为本发明高品质18ni300粉末的高倍扫描照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
一种细粒径球形18ni300粉末的制备方法，包括以下步骤：
1）将18ni300合金棒精加工成为直径为40mm、长度为400mm的18ni300合金电极棒，且圆度偏差小于0.1mm，直线度偏差小于0.1mm/m，粗糙度小于1.6μm；
2）将加工后的18ni300合金电极棒置于惰性气体保护的密闭炉室内，使其以25000r/min的转速高速旋转，采用功率为70kw等离子枪加热电极棒端部使端部熔化，同时在电极棒上施加150l/s的强惰性气体流，惰性气体由氩气和氦气组成，氩氦比为4:6；熔融金属在离心力和气流冲击力双重作用下从电极棒端部飞出，液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒，落入炉室底部收集器中；
3）在惰性气体保护下，对制得的球形18ni300合金粉进行筛分处理，得到15-45μm的球形18ni300合金粉，粉末平均粒度30μm；粉末流动性16s/50g；增氧量99ppm。
实施例2
一种细粒径球形18ni300粉末的制备方法，包括以下步骤：
1）将18ni300合金棒精加工成为直径为90mm、长度为1000mm的18ni300合金电极棒，且圆度偏差小于0.1mm，直线度偏差小于0.1mm/m，粗糙度小于1.6μm；
2）将加工后的18ni300合金电极棒置于惰性气体保护的密闭炉室内，使其以35000r/min的转速高速旋转，采用功率为150kw等离子枪加热电极棒端部使端部熔化，同时在电极棒上施加200l/s的强惰性气体流，惰性气体由氩气和氦气组成，氩氦比为3:7；熔融金属在离心力和气流冲击力双重作用下从电极棒端部飞出，液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒，落入炉室底部收集器中；
3）在惰性气体保护下，对制得的球形18ni300合金粉进行筛分处理，得到45-75μm的球形18ni300合金粉，粉末平均粒度50μm；粉末流动性14s/50g；增氧量70ppm。
实施例3
一种细粒径球形18ni300粉末的制备方法，包括以下步骤：
1）将18ni300合金棒精加工成为直径为70mm、长度为700mm的18ni300合金电极棒，且圆度偏差小于0.1mm，直线度偏差小于0.1mm/m，粗糙度小于1.6μm；
2）将加工后的18ni300合金电极棒置于惰性气体保护的密闭炉室内，使其以15000r/min的转速高速旋转，采用功率为50kw等离子枪加热电极棒端部使端部熔化，同时在电极棒上施加180l/s的强惰性气体流，惰性气体由氩气和氦气组成，氩氦比为4:6；熔融金属在离心力和气流冲击力双重作用下从电极棒端部飞出，液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒，落入炉室底部收集器中；
3）在惰性气体保护下，对制得的球形18ni300合金粉进行筛分处理，得到75-106μm的球形18ni300合金粉，粉末平均粒度40μm；粉末流动性13s/50g；增氧量50ppm。