鐵基金屬間化合物預合金霧化粉末新材料的制作方法
【專利摘要】本發明屬于粉末冶金制品制備領域，特別涉及適用于含有O2，SO2，SO3，H2S等含有腐蝕性組分的工作環境材料，替代部分高溫合金和陶瓷材料的新材料，該方法首先將上述原料投入中頻感應電爐中熔煉，將熔煉后的鐵基金屬間化合物預合金采用超高壓氣水組合霧化法制品金屬粉末，然后經過離心脫水、靜態烘干、標準篩分，制備出材質均勻、不同粒度分布、低氧含量的鐵基金屬間化合物預合金粉末。
【專利說明】
鐵基金屬間化合物預合金霧化粉末新材料
技術領域
[0001 ]本發明屬于粉末冶金制品制備領域，特別涉及適用于含有02，S02，S03，H2S等含有腐蝕性組分的工作環境材料，替代部分高溫合金和陶瓷材料的新材料，該方法首先將上述原料投入中頻感應電爐中熔煉，將熔煉后的鐵基金屬間化合物預合金采用超高壓水氣組合霧化法制品金屬粉末，然后經過離心脫水、靜態烘干、標準篩分，制備出材質均勻、不同粒度分布、低氧含量的鐵基金屬間化合物預合金粉末。
【背景技術】
[0002]自二十世紀九十年代以來，隨著世界經濟技術的飛速發展，新技術的不斷涌現，對新材料的要求不斷提高，針對陶瓷材料抗熱振性不好，工業應用可靠性不高等問題，西方一些發達國家相繼投入大量人力物力開發先進、性能優異的新材料替代陶瓷材料進行工業化應用，鐵基金屬間化合物是一種介于金屬和陶瓷材料之間的一種新型結構功能材料，具有優異的高溫抗氧化和抗硫化腐蝕性能，同時具有良好的耐熱性和機械性能，但其也有室溫塑性不高，脆性大、難于機械加工等弱點，因此限制了其在工業化上的應用。采用粉末冶金的方法制備鐵基金屬間化合物結構或功能材料，近凈成型，避免二次加工，可以有效克服鐵基金屬間化合物難于機械加工、塑性差、脆性大的弱點，目前國內外對于鐵基金屬化合物粉末冶金的大量研究主要方法是采用機械合金化的工藝，研制出不同配比的金屬間化合物粉末，從而進一步通過壓制燒結的方法制備金屬間化合物結構或功能材料，機械合金化的方法制備的粉末成分偏析嚴重，造成粉末制品性能不穩定，質量難于控制，限制了應用，為優化機械合金化方法，制備出優質的無成分偏析的優質金屬間化合物粉末，我們開創性的采用金屬熔煉預合金化方法制備金屬母合金，氣水組合霧化方法制備金屬粉末，取得成功，金屬粉末性能優異。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種比機械合金化方法制備粉末工藝更合理，更容易實現的，開創性的獨特的技術，制備的金屬間化合物粉末無成分偏析、質量穩定、性能優異。
[0004]根據上述目的，本發明采用的技術方案描述為:
配料—感應恪煉—水氣組合霧化—尚心脫水—靜態烘干—標準篩分—混料合批—檢測—包裝
1、配料:采用工業純鐵(需除銹)、綳鐵、金屬鋁、金屬鉻及其他金屬、非金屬微量元素按照配料配方以重量百分比進行稱重配料
2、將上述原料按照工藝要求依次投入中頻感應熔煉爐中加熱熔煉，加熱溫度1500-18000C，熔煉加熱時間3-20分鐘，造渣脫氧
3、熔煉合金化出清后，爐前檢測鋼水溫度大于1600°C后，開高壓栗注水注氣，壓力大于8MPa，待壓力穩定后澆鋼霧化，霧化時間小于10分鐘
4、霧化粉末在霧化桶內沉降時間要大于30分鐘，時間達到后卸下霧化收料桶，將粉末移入離心脫水機進行離心脫水，脫水時間3分鐘
5、脫水后的粉末移入烘干盤裝進靜態烘箱實施烘干處理，烘干時間不小于8小時
6、完全烘干后的粉末移入標準振動篩實施篩分分級
7、篩分后的粉末根據配比工藝移入合批機進行混料合批，按照工藝要求定量裝桶
8、在線檢測粉末氧含量，激光粒度，松裝密度，流動性等指標，指標全部合格后等待包裝入庫。
[0005]本發明用上述方法制備的鐵基金屬化合物預合金霧化粉末，與現有技術相比，元素偏析小，氧含量低，粉末顆粒形貌和粒度分布可調，批次間穩定性好，用此粉末通過粉末冶金方法制備的粉末冶金制品成型性優良，成分均勻，偏析小，質量穩定，性能優異。
【具體實施方式】
[0006]1、原材料配料，原料鐵采用工業純鐵，要求機械除銹，實心鐵棒，長度不大于200mm，綳鐵、金屬鋁、金屬鉻及其他金屬要求為塊狀，外形尺寸不大于50*10*20，但也不要太小，以免燒蝕損耗過大，非金屬微量元素按照配料配方以重量百分比進行稱重配料。
[0007]2、將上述原料按照工藝要求依次為鐵、綳鐵、金屬鉻、金屬鋁和其他元素投入中頻感應熔煉爐中加熱熔煉，加熱溫度1500-1800 0C，熔煉加熱時間3-20分鐘，造渣脫氧。
[0008]3、熔煉合金化出清后，爐前檢測鋼水溫度大于1600°C后，開高壓栗注水注氣，壓力大于8MPa，待壓力穩定后澆鋼霧化，霧化時間小于10分鐘，采用大漏眼，自由式噴盤，保證霧化時偏析最小。
[0009]4、霧化粉末在霧化桶內沉降時間要大于30分鐘，時間達到后卸下霧化收料桶，將粉末移入離心脫水機進行離心脫水，脫水時間3分鐘，抓攥后不準結塊。
[0010]5、脫水后的粉末移入烘干盤裝進靜態烘箱實施烘干處理，烘干時間不小于8小時，烘干后要進行在線粉末水分檢測。
[0011 ] 6、完全烘干后的粉末移入標準振動篩實施篩分分級。
[0012]7、篩分后的粉末根據配比工藝移入合批機進行混料合批，按照工藝要求定量裝桶。
[0013]8、在線檢測粉末氧含量，激光粒度，松裝密度，流動性等指標，指標全部合格后等待包裝入庫。
[0014]9、包裝采用真空包裝，15KG每袋，堆垛高度不準超過2層，標識入庫。
【主權項】
1.粉末化學成分(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.中頻感應電爐熔煉，恪煉溫度1500-1800°C，恪煉時間3-15分鐘，造渣脫氧。3.水氣組合霧化，充水充氣至霧化壓力。4.超高壓霧化冷卻，霧化壓力5-15MPa。5.靜態烘干機干燥、烘干，烘干時間每批次不少于8小時。6.粉末分級使用標準篩進行篩分，粉末粒度分布為:-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，松裝比重1.0-1.8g/cm3，流動性 1’_1’40”。
【文檔編號】B22F9/08GK106001590SQ201610583236
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月24日
【發明人】不公告發明人
【申請人】劉志強