[发明专利]一种制备球形铌合金粉末的方法

说明书

本发明公开了一种制备球形铌合金粉末的方法，该方法为：一、将钒粒、铬粒、铝钨中间合金、铪粒混合后用铝箔包制成合金包，再与海绵钛压制成合金棒，合金棒与铌条焊接成电极；二、将电极送入真空自耗电弧炉熔炼成铌合金铸锭；三、将铌合金铸锭加工成直径100mm～120mm、长度300mm～500mm的铌合金棒；四、竖直旋转的铌合金棒在等离子枪作用下熔融成液滴，液滴离心分散、冷凝后得到球形铌合金粉末。本发明的铌合金棒料在雾化室中沿着竖直方向旋转，大大降低了水平旋转时的扰度作用，提高了铌合金粉末的球形度和尺寸均匀度。并且该制备方法工艺简单、生产效率高，受污染风险小，适宜规模化生产球形铌合金粉末。

技术领域

本发明属于合金粉末制备技术领域，具体涉及一种制备球形铌合金粉末的方法。

背景技术

铌合金在高温下具有较高的强度和良好的加工性能，可用作航空航天领域的超高音速飞机、航天飞行器、卫星、超音速低空火箭等的防护材料及结构材料。但铌合金中的成分复杂、难熔组分较多，在生产形状结构复杂的铌合金零件时，存在着合金成分偏析严重、组织不均匀、不易加工成形等问题。为解决上述不足，现在大多采用粉末冶金净成形工艺或增材制造工艺制备高性能的铌合金零部件，而上述两种工艺都需要高品质的球形铌合金粉末。目前，铌合金球形粉末的生产方法主要有惰性气体雾化法、离心雾化法等。离心雾化法是将金属及合金熔融后，通过离心力将熔融液抛出并分散成小液滴落入冷却介质中，最终凝固形成粉末。现有的离心雾化法采用卧式棒料旋转制粉，棒料在雾化室中沿着水平向旋转，但由于自身的重力，较长的棒料在水平方向一端会有下垂，导致棒料旋转时会有一定扰度，容易造成粉末形状不规则、尺寸分布不集中；此外棒料在高速旋转同时还要进行进给动作，这就大大限制了棒料的旋转速度，最终使粉末的粒度偏大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种制备球形铌合金粉末的方法。该方法采用立式的棒料旋转制粉方法，让铌合金棒料在雾化室中沿着竖直方向旋转，大大降低了旋转带来的扰度作用，提高了铌合金粉末的球形度和尺寸均匀度。该制备方法工艺简单、生产效率高，受污染风险小；得到的铌合金粉末粒度小、形状规则、球形度高，氧含量增加少，适宜规模化生产高品质的球形铌合金粉末。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种制备球形铌合金粉末的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将钒粒、铬粒、铝钨中间合金、铪粒混合均匀，形成混合物，用铝箔将所述混合物包裹制备成合金包，然后将合金包与海绵钛一起压制成合金棒，再将合金棒与铌条焊接成电极；所述铝钨中间合金中铝和钨的质量比为1:1；

所述电极由以下质量百分数的元素组成：钒5％～6％，铬2％～3％，铝2％～3％，钨2％～3％,，铪2％～3％，钛12％～16％，余量为铌；

步骤二、将步骤一中得到的电极送入真空自耗电弧炉中进行熔炼，得到铌合金铸锭；

步骤三、将步骤二中得到的铌合金铸锭加工成直径为100mm～120mm、长度为300mm～500mm的铌合金棒；

步骤四、将步骤三中得到的铌合金棒送入立式等离子旋转电极制粉设备的雾化室中，然后对雾化室进行抽真空处理，使雾化室的真空度不大于5×10^-3Pa，再充入氩气保护，铌合金棒在转移弧型等离子枪的作用下熔融成铌合金液滴，铌合金液滴离心分散在雾化室中，经冷凝后得到球形铌合金粉末；所述铌合金棒绕竖直方向旋转。

上述的方法，其特征在于，步骤二中所述熔炼的次数至少为两次。

上述的方法，其特征在于，步骤三中所述铌合金棒的直线度≤0.1mm/m，粗糙度≤1.6μm。

上述的方法，其特征在于，步骤四在制粉过程中所述铌合金棒的转速为15000r/min～32000r/min。