本發明屬于金屬粉體加工領域,尤其涉及一種無鎳不銹鋼金屬粉體的制備方法。
背景技術:
金屬注射成形是注射成型和粉末冶金技術相結合的一種生產近凈成形產品的工藝方法。可制備高度復雜結構的零件,制品微觀組織均勻、密度高、力學性能好,幾乎不需要再進行機加工,減少了材料的消耗等優點。注射成形加工優點諸多,但最大的優點是同傳統加工方式相比,減少了車、銑、刨等繁瑣工序和由此產生的邊角料、油污、廢液等污染,既節約了資源,又保護了環境。該工藝技術適合大批量生產小型、精密、三維形狀復雜以及具有特殊性能要求的金屬零部件,廣泛應用于汽車、電子、五金、生物醫療器械、機械、兵器及航空航天等工業領域。
注射成型所使用的金屬粉末均以鐵基為主,所以習慣上也稱該類粉體為不銹鋼粉。因不銹鋼長期與皮膚接觸后其中的鎳元素易釋放出來會被皮膚吸收,從而對部分個體導致過敏(據統計,20%的人對鎳有很明顯的過敏反應狀),嚴重者甚至導致鎳皮炎。
本發明的主要目的是生成不含有鎳的金屬粉末的情況,因此,可以說通過這種實現方式是很有必要的。
技術實現要素:
有鑒于此,本發明要解決的技術問題公開了一種無鎳的不銹鋼金屬粉體,通過金屬氣霧化工藝,再過振動分級篩分選出的金屬粉末,制備的無鎳不銹鋼粉末具有良好的流動性,粒徑細小、粒度分布窄、球形度高和松裝密度高的特 點,能滿足注射成型應用的要求,且與人體接觸不會釋放出鎳元素。
合金的元素由鐵,鉻組成,合金的元素比例是按照體積比進行配比;
將微量釹加入到合金中提高合金的耐蝕性能,當釹含量為1.0%時耐蝕性能最佳;并在合金中添加微量釹,合金的耐蝕性能得到提高,且將微量釹控制在4.32%時的耐蝕性能最優;加入釤,并將釤含量控制為0.5%時耐蝕性能最佳;
根據合金元素比例,將合金元素裝入高溫坩堝內,放入感應熔煉爐中,加熱到1200-1300℃,加熱4到5小時,通過感應熔煉爐熔化,得到金屬熔湯;
將感應熔煉爐坩堝內的金屬熔湯,通過導流管下部噴嘴流出,同時雙流高速惰性氣體的氣流對流出的金屬熔湯進行霧化,冷卻后的金屬霧化顆粒收集在密封負壓惰性氣體保護的不銹鋼容器內,制備成金屬粉末;
收集不銹鋼容器內的氣霧化的金屬粉末,進行篩分,選取粒徑在20-40μm之間的金屬粉末,得到能夠無鎳不銹鋼金屬粉末;
雙流高速惰性氣體的氣流的氣體壓強在0.5-8MPa之間,流速控制在0.1-1L/min;負壓惰性氣體的負壓為0.01-0.08MPa間;負壓惰性氣體的惰性氣體為氮氣或氬氣中的一種。
具體實施方式
為了使本發明所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白,
以下結合實施例,對本發明進行詳細的說明。應當說明的是,此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明,并不用于限定本發明,能實現同樣功能的產品屬于等同替換和改進,均包含在本發明的保護范圍之內。
實施例一:本發明公開了一種無鎳的不銹鋼金屬粉體,通過金屬氣霧化工藝,再過振動分級篩分選出的無鎳不銹鋼金屬粉末,制備的無鎳不銹鋼金屬粉末具有良好的流動性,粒徑細小、粒度分布窄、球形度高和松裝密度高的特點,能滿足注射成型加工的要求,且與人體接觸不會釋放出鎳元素。
無鎳不銹鋼金屬粉末的制備過程為:
合金的元素由鐵,鉻組成,合金的元素比例是按照體積比進行配比;
將微量釹加入到合金中提高合金的耐蝕性能,當釹含量為1.0%時耐蝕性能最佳;并在合金中添加微量釹,合金的耐蝕性能得到提高,且將微量釹控制在4.32%時的耐蝕性能最優;加入釤,并將釤含量控制為0.5%時耐蝕性能最佳;
根據合金元素比例,將合金元素裝入高溫坩堝內,放入感應熔煉爐中,加熱到1200-1300℃,加熱4到5小時,通過感應熔煉爐熔化,得到金屬熔湯;
將感應熔煉爐坩堝內的金屬熔湯,通過導流管下部噴嘴流出,同時雙流高速惰性氣體的氣流對流出的金屬熔湯進行霧化,冷卻后的金屬霧化顆粒收集在密封負壓惰性氣體保護的不銹鋼容器內,制備成金屬粉末;
收集不銹鋼容器內的氣霧化的金屬粉末,進行篩分,選取粒徑在20-40μm之間的金屬粉末,得到能夠無鎳不銹鋼金屬粉末;
雙流高速惰性氣體的氣流的氣體壓強在0.5-8MPa之間,流速控制在0.1-1L/min;負壓惰性氣體的負壓為0.01-0.08MPa間;負壓惰性氣體的惰性氣體為氮氣或氬氣中的一種。
(1)根據合金元素比例,將金屬裝入高溫坩堝內,通過感應熔煉爐熔化,加熱到1200-1300℃,保持4-5h,得到制備成金屬熔湯a;
(2)將金屬熔湯a從導流管下部噴嘴流出,同時雙流高速惰性氣體的氣流對流出的金屬熔湯進行霧化,冷卻后的金屬霧化顆粒收集在密封負壓惰性氣體保護的不銹鋼容器內,制備成金屬粉末b;
(3)將收集不銹鋼容器內的氣霧化金屬粉末b,進行篩分,選取粒徑在20-40μm之間的金屬粉末,得到能夠無鎳不銹鋼金屬粉末。
無鎳不銹鋼金屬粉末的制備過程中,步驟(1)中,加熱溫度優選1250℃,保溫優選4.5h。
無鎳不銹鋼金屬粉末制備過程中,步驟(2)雙流高速惰性氣體的氣流的氣體壓強在0.5-8MPa之間,流速控制在0.1-1L/min之間,優選雙流高速惰性氣體的氣流的氣體壓強為4MPa,流速優選1L/min。
無鎳不銹鋼金屬粉末制備過程中,步驟(1)中合金元素比例一般按照(體積比)進行配比。
無鎳不銹鋼金屬粉末制備過程中,步驟(2)中負壓為0.01-0.08MPa間,負壓優選0.05MPa。
無鎳不銹鋼金屬粉末的制造方法,其特征在于:制備過程中,步驟(2)中惰性氣體為氮氣或氬氣中的一種,優選保護氣體為氬氣。
本發明的有益效果是:通過這種本發明的主要目的是采用該方法制備的無鎳不銹鋼金屬粉末具有良好的流動性,粒徑細小、粒度分布窄、球形度高和松裝密度高的特點,能滿足注射成型用要求,且與人體接觸不會釋放出鎳元素。