[发明专利]一种铁基金属粉末的真空气雾化连续制备方法

说明书

本发明涉及一种铁基金属粉末的真空气雾化连续制备方法，包括：(1)按照目标钢种成分进行原料配比计算和原料称重；(2)采用真空气雾化炉对冶炼容器内的原料进行冶炼；(3)向冶炼容器的钢液中加入脱氧剂；(4)将各料仓内的易烧损金属分别加入钢液中；(5)按照所计算原料量的3/4～2/3进行称重，将下一批原料分别置于对应的料仓中；(6)进行气雾化制粉，制成的铁基金属粉末收至冷却塔；(7)钢包内保留1/4～1/3的钢液，将下一批原料依次加入到钢液中；(8)按照步骤(5)～步骤(7)进行循环操作。本发明可以实现铁基金属粉末的连续、稳定、高效生产，粉末粒度均匀分布，尺寸较小。

技术领域

本发明涉及金属微粉制备技术领域，尤其涉及一种铁基金属粉末的真空气雾化连续制备方法。

背景技术

增材制造以及激光成形等技术的迅猛发展，提高了对其所需金属粉末原料指标的要求。高品质(高球形率和纯净度、粒度分布均匀)的金属粉末是实现3D打印等产业化的前提条件，这就使得金属粉末制备技术朝着窄粒度范围、低氧含量、高效率、低成本的方向发展。

雾化制粉的工作原理是：将熔融金属液体经高压惰性气体喷成雾状，金属液滴在飞行过程中急冷凝固后形成细小颗粒(粉末)。雾化制粉的优势在于，其可以减低合金成分偏析，扩大元素固溶度，甚至产生一些亚稳相和新相，可直接制备出污染小的金属和合金化粉末材料。然而目前，铁基金属粉末的气雾化制备工艺发展受到了熔化液流难控、倒流嘴结构复杂、产能小、大粒径金属粉比例较高等情况的限制，使3D打印等技术的进一步发展受到制约。

公开号为CN108941587A的中国专利申请公开了“一种真空雾化装置及制备3D打印粉末的方法”，其真空雾化装置包括依次连接的真空感应炉、中间包、气雾化装置、雾化冷却塔和粉末收集系统，所述真空雾化装置还包括高压供气系统，所述气雾化装置包括与所述中间包连通的金属液喷头和与所述高压供气系统连通的气体喷头，所述真空雾化装置还包括盐浴器。该技术方案是在金属液喷头和气体喷头中间增加盐浴喷头，在金属液凝固过程中，利用盐浴对粉末表面进行热处理，降低粉末表面凝固速度，增加粉末颗粒表面的球似度，能够提高粉末表面质量。但是该工艺不能做到多炉次连续浇注喷吹粉末，且制备粉末的C含量在0.6％以下，不适于铁基金属粉末的制备。

公开号为CN107116225A的中国专利申请公开了“一种一体式感应熔炼气雾化制粉装置及气雾化制粉的方法”，其主要用于制备Cu-Sn合金等材料，并且不能做到炉次连续浇注喷吹粉末，且其实施例中也未公布所制备材料的粒度情况及纯净度。

发明内容

本发明提供了一种铁基金属粉末的真空气雾化连续制备方法，可以实现铁基金属粉末的连续、稳定、高效生产，粉末粒度均匀分布，尺寸较小。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种铁基金属粉末的真空气雾化连续制备方法，包括如下步骤：

(1)按照目标钢种成分进行原料配比计算和原料称重；原料包括纯铁、合金化金属、脱氧剂及易烧损金属；所述脱氧剂为Al及Si-Mn合金中的至少一种；将纯铁及合金化金属置于冶炼容器中；将脱氧剂置于脱氧剂料仓中，将易烧损金属分别置于对应料仓中；

(2)采用真空气雾化炉对冶炼容器内的原料进行冶炼；启动真空泵，给电升温，真空度为1～8Pa；

(3)冶炼容器内的原料熔清后得到钢液，向钢液中加入脱氧剂，保持1～5min；

(4)将各料仓内的易烧损金属分别加入到冶炼容器内的钢液中，加入间隔时间为3～5min；

(5)料仓内的易烧损金属全部加入钢液后，保持5～10min，进行测温，保证过热度为150～200℃；与此同时，按照所计算原料量的3/4～2/3进行称重，将下一批纯铁、合金化金属、脱氧剂以及易烧损金属分别置于对应的料仓中；