鐵基金屬間化合物預(yù)合金霧化粉末新材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于粉末冶金制品制備領(lǐng)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(huán)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(yīng)電爐中熔煉，將熔煉后的鐵基金屬間化合物預(yù)合金采用超高壓氣水組合霧化法制品金屬粉末，然后經(jīng)過離心脫水、靜態(tài)烘干、標(biāo)準(zhǔn)篩分，制備出材質(zhì)均勻、不同粒度分布、低氧含量的鐵基金屬間化合物預(yù)合金粉末。
【專利說明】
鐵基金屬間化合物預(yù)合金霧化粉末新材料
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于粉末冶金制品制備領(lǐng)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(huán)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(yīng)電爐中熔煉，將熔煉后的鐵基金屬間化合物預(yù)合金采用超高壓水氣組合霧化法制品金屬粉末，然后經(jīng)過離心脫水、靜態(tài)烘干、標(biāo)準(zhǔn)篩分，制備出材質(zhì)均勻、不同粒度分布、低氧含量的鐵基金屬間化合物預(yù)合金粉末。
【背景技術(shù)】
[0002]自二十世紀(jì)九十年代以來，隨著世界經(jīng)濟(jì)技術(shù)的飛速發(fā)展，新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，對(duì)新材料的要求不斷提高，針對(duì)陶瓷材料抗熱振性不好，工業(yè)應(yīng)用可靠性不高等問題，西方一些發(fā)達(dá)國(guó)家相繼投入大量人力物力開發(fā)先進(jìn)、性能優(yōu)異的新材料替代陶瓷材料進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)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(jié)構(gòu)功能材料，具有優(yōu)異的高溫抗氧化和抗硫化腐蝕性能，同時(shí)具有良好的耐熱性和機(jī)械性能，但其也有室溫塑性不高，脆性大、難于機(jī)械加工等弱點(diǎn)，因此限制了其在工業(yè)化上的應(yīng)用。采用粉末冶金的方法制備鐵基金屬間化合物結(jié)構(gòu)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(jī)械加工、塑性差、脆性大的弱點(diǎn)，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)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(jī)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(jìn)一步通過壓制燒結(jié)的方法制備金屬間化合物結(jié)構(gòu)或功能材料，機(jī)械合金化的方法制備的粉末成分偏析嚴(yán)重，造成粉末制品性能不穩(wěn)定，質(zhì)量難于控制，限制了應(yīng)用，為優(yōu)化機(jī)械合金化方法，制備出優(yōu)質(zhì)的無(wú)成分偏析的優(yōu)質(zhì)金屬間化合物粉末，我們開創(chuàng)性的采用金屬熔煉預(yù)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(yōu)異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種比機(jī)械合金化方法制備粉末工藝更合理，更容易實(shí)現(xiàn)的，開創(chuàng)性的獨(dú)特的技術(shù)，制備的金屬間化合物粉末無(wú)成分偏析、質(zhì)量穩(wěn)定、性能優(yōu)異。
[0004]根據(jù)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案描述為:
配料—感應(yīng)恪煉—水氣組合霧化—尚心脫水—靜態(tài)烘干—標(biāo)準(zhǔn)篩分—混料合批—檢測(cè)—包裝
1、配料:采用工業(yè)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(jìn)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(yīng)熔煉爐中加熱熔煉，加熱溫度1500-18000C，熔煉加熱時(shí)間3-20分鐘，造渣脫氧
3、熔煉合金化出清后，爐前檢測(cè)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(wěn)定后澆鋼霧化，霧化時(shí)間小于10分鐘
4、霧化粉末在霧化桶內(nèi)沉降時(shí)間要大于30分鐘，時(shí)間達(dá)到后卸下霧化收料桶，將粉末移入離心脫水機(jī)進(jìn)行離心脫水，脫水時(shí)間3分鐘
5、脫水后的粉末移入烘干盤裝進(jìn)靜態(tài)烘箱實(shí)施烘干處理，烘干時(shí)間不小于8小時(shí)
6、完全烘干后的粉末移入標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)篩實(shí)施篩分分級(jí)
7、篩分后的粉末根據(jù)配比工藝移入合批機(jī)進(jìn)行混料合批，按照工藝要求定量裝桶
8、在線檢測(cè)粉末氧含量，激光粒度，松裝密度，流動(dòng)性等指標(biāo)，指標(biāo)全部合格后等待包裝入庫(kù)。
[0005]本發(fā)明用上述方法制備的鐵基金屬化合物預(yù)合金霧化粉末，與現(xiàn)有技術(shù)相比，元素偏析小，氧含量低，粉末顆粒形貌和粒度分布可調(diào)，批次間穩(wěn)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(yōu)良，成分均勻，偏析小，質(zhì)量穩(wěn)定，性能優(yōu)異。
【具體實(shí)施方式】
[0006]1、原材料配料，原料鐵采用工業(yè)純鐵，要求機(jī)械除銹，實(shí)心鐵棒，長(zhǎng)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(jìn)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(yīng)熔煉爐中加熱熔煉，加熱溫度1500-1800 0C，熔煉加熱時(shí)間3-20分鐘，造渣脫氧。
[0008]3、熔煉合金化出清后，爐前檢測(cè)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(wěn)定后澆鋼霧化，霧化時(shí)間小于10分鐘，采用大漏眼，自由式噴盤，保證霧化時(shí)偏析最小。
[0009]4、霧化粉末在霧化桶內(nèi)沉降時(shí)間要大于30分鐘，時(shí)間達(dá)到后卸下霧化收料桶，將粉末移入離心脫水機(jī)進(jìn)行離心脫水，脫水時(shí)間3分鐘，抓攥后不準(zhǔn)結(jié)塊。
[0010]5、脫水后的粉末移入烘干盤裝進(jìn)靜態(tài)烘箱實(shí)施烘干處理，烘干時(shí)間不小于8小時(shí)，烘干后要進(jìn)行在線粉末水分檢測(cè)。
[0011 ] 6、完全烘干后的粉末移入標(biāo)準(zhǔn)振動(dòng)篩實(shí)施篩分分級(jí)。
[0012]7、篩分后的粉末根據(jù)配比工藝移入合批機(jī)進(jìn)行混料合批，按照工藝要求定量裝桶。
[0013]8、在線檢測(cè)粉末氧含量，激光粒度，松裝密度，流動(dòng)性等指標(biāo)，指標(biāo)全部合格后等待包裝入庫(kù)。
[0014]9、包裝采用真空包裝，15KG每袋，堆垛高度不準(zhǔn)超過2層，標(biāo)識(shí)入庫(kù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.粉末化學(xué)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(yīng)電爐熔煉，恪煉溫度1500-1800°C，恪煉時(shí)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(tài)烘干機(jī)干燥、烘干，烘干時(shí)間每批次不少于8小時(shí)。6.粉末分級(jí)使用標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)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(dòng)性 1’_1’40”。
【文檔編號(hào)】B22F9/08GK106001590SQ201610583236
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月24日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請(qǐng)人】劉志強(qiáng)