一种优化镍基高温合金粉末球形度和空粉率的方法及应用与流程

本发明涉及一种镍基高温合金粉末，特别涉及一种优化镍基高温合金粉末球形度和空粉率的方法及应用，属于金属粉末技术领域。

背景技术

气雾化法是直接击碎液体金属或合金而制得粉末的方法，应用较为广泛，可以制取铅、锡、铝、锌、铜、铁、镍等金属粉末，也可制取预合金粉末。

镍基高温合金是一种以镍为基体(含量一般大于50％)在650～1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。目前生产出的镍基高温合金粉末，主要使用的是纯氩气雾化，生产的粉末虽然球形度较好，但是不能很好的解决粉末的空心问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种优化镍基高温合金粉末球形度和空粉率的方法及应用，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种优化镍基高温合金粉末球形度和空粉率的方法，其包括：

将镍基高温合金熔炼至熔融状态；

以氮气和惰性气体的混合气体作为雾化气体，对所述熔融状态的镍基高温合金进行气雾化，获得球形度和空粉率优化后的镍基高温合金粉末。

在一些优选实施例中，所述混合气体中氮气与惰性气体的体积比为85：15～95：5。

在一些优选实施例中，所述方法包括：进行气雾化时，所述混合气体的雾化压强为2.5～3.5mpa。

进一步地，所述惰性气体包括氩气，但不限于此。

进一步地，所述方法包括：将镍基高温合金加热至1550～1650℃熔炼至熔融状态，并保温20～30min。

其中，在一些更为具体的实施案例之中，所述优化镍基高温合金粉末球形度和空粉率的方法具体包括以下步骤：

a、将镍基高温合金放入气雾化制粉设备中，将镍基高温合金加热熔炼至熔融状态，熔炼温度为1550～1650℃，保温20～30min；

b、对熔融状态下的液态镍基高温合金进行气雾化，通入氮气和氩气等惰性气体的混合气体，制得镍基高温合金粉末；

其中，雾化时，通入混合气体的雾化压强为2.5～3.5mpa。

其中，雾化制粉设备是现有技术，不需要详细说明。

本发明实施例还提供了由前述方法制备的镍基高温合金粉末。

进一步地，所述镍基高温合金粉末的球形度为0.7～0.9，空粉率为5～10％。

进一步地，所述镍基高温合金粉末的粒径为15～53μm。

本发明实施例还提供了前述的镍基高温合金粉末于金属3d打印领域中的应用。

镍基高温合金粉末在金属3d打印方面的应用越来越广。3d打印对于粉末的要求非常高，粉末具有良好的球形度更有利于打印时的铺粉和送粉，较少的空粉可以减少局部生成气孔缺陷，因此更好的球形度和较少的空心粉可以减少打印时的形变和打印件的缺陷，使打印产品获得更好的力学性能和致密性。

相应的，本发明实施例还提供了一种3d打印材料，其包含前述的镍基高温合金粉末。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明在利用雾化法制取镍基高温合金粉末时，采用氮气与惰性气体的混合气体进行气雾化，使镍基高温合金在雾化过程中，氮气在高温环境中具有一定活性，与镍基高温合金中的镍会发生反应，减少出现空心粉的情况，惰性气体可以提高粉末的球形度，从而既可以控制空粉率又可以解决球形度问题，具有重要的工业应用前景。

附图说明

图1是本发明对照例1中纯氮气雾化制备镍基高温合金粉末的扫描电镜图。

图2是本发明实施例1中氮气和氩气的混合气雾化制备镍基高温合金粉末的扫描电镜图。

图3是本发明对照例2中纯氩气气雾化制备镍基高温合金粉末的金相图。

图4是本发明实施例1中氮气和氩气的混合气雾化制备镍基高温合金粉末的金相图。

具体实施方式

鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是针对金属粉末领域内的镍基高温合金粉末提出一种优化镍基高温合金粉末的球形度和空粉率的方法，如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。

以下通过若干实施例并结合附图进一步详细说明本发明的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本发明，而不限制本发明的范围。实施例中，如无特殊说明，所使用的设备和方法均为所属领域常规的设备和方法。

实施例1

本实施例中优化镍基高温合金粉末球形度和空粉率的方法具体包括以下步骤：

a、将镍基高温合金放入气雾化制粉设备中，首先将镍基高温合金加热熔炼保温，然后熔炼至熔融态，熔炼温度为1550℃，保温30min；

b、对熔融状态下的液态镍基高温合金进行气雾化，通入氮气和氩气的混合气体，其中，氮气与氩气的体积比为85：15，气体压强为2.5mpa，制得镍基高温合金粉末，粉末球形度为0.85，空心粉率为7％。

本实施例所获镍基高温合金粉末的扫描电镜图参见图2所示，金相图参见图4所示。

对照例1

本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：

步骤b中采用纯氮气雾化制备镍基高温合金粉末，所获镍基高温合金粉末的扫描电镜图参见图1所示，可以看出粉末球形度较差。

对照例2

本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：

步骤b中采用纯氩气雾化制备镍基高温合金粉末，所获镍基高温合金粉末的金相图参见图3所示，可见粉末中空心粉较多。

实施例2

本实施例中优化镍基高温合金粉末球形度和空粉率的方法具体包括以下步骤：

a、将镍基高温合金放入气雾化制粉设备中，首先将镍基高温合金加热熔炼保温，然后熔炼至熔融态，熔炼温度为1650℃，保温20min；

b、对熔融状态下的液态镍基高温合金进行气雾化，通入氮气和氩气的混合气体，其中，氮气与氩气的体积比为90：10，气体压强为3mpa，制得镍基高温合金粉末，粉末球形度为0.7，空心粉率为5％。

实施例3

本实施例中优化镍基高温合金粉末球形度和空粉率的方法具体包括以下步骤：

a、将镍基高温合金放入气雾化制粉设备中，首先将镍基高温合金加热熔炼保温，然后熔炼至熔融态，熔炼温度为1600℃，保温25min；

b、对熔融状态下的液态镍基高温合金进行气雾化，通入氮气和氩气的混合气体，其中，氮气与氩气的体积比为95：5，气体压强为3.5mpa，制得镍基高温合金粉末，粉末球形度为0.9，空心粉率为10％。

因此，相较于对照例1，本发明在利用雾化法制取镍基高温合金粉末时，采用氮气与惰性气体的混合气体进行气雾化，可以有效地优化镍基高温合金粉末球形度，控制空粉率。

此外，本案发明人还参照实施例1～3的方式，以本说明书中列出的其它原料和条件等进行了试验，并同样制得了具有良好的球形度和较少的空粉率的镍基高温合金粉末。

应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。