[发明专利]一种基于VIGA工艺制备CuCrZr球形粉的方法

摘要

一种基于VIGA工艺制备CuCrZr球形粉的方法，包括以下步骤：(1)根据各元素的配比及其加入方式进行熔炼，浇注完后再进行锻造，得到CuCrZr棒材坯料；(2)加工CuCrZr合金棒料；(3)将CuCrZr合金棒料放置炉内坩埚中熔化后通过电磁感应搅拌，对整套设备进行预抽真空处理，随后充入惰性保护气体；(4)通过导流管将合金熔液引入雾化舱，将合金熔液雾化破碎成大量细小液滴，液滴飞行过程中凝固成球形粉末颗粒；(5)通过粉末收集装置得到CuCrZr球形粉，待粉末完全冷却后按要求筛分并真空包装。本发明设计的CuCrZr合金球形粉末的制备方法基于满足金属增材制造的原材料要求，用VIGA工艺制备粉末，以解决航天发动机先进铜合金复杂冷却结构部件的增材制造原材料国产化制备问题。

主权项

1.一种基于VIGA工艺制备CuCrZr球形粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)根据各元素的配比及其加入方式进行熔炼，浇注完后再进行锻造，得到相对密度≥90％的CuCrZr棒材坯料：根据质量分数，CuCrZr棒材坯料中各化学成分的质量分数比为：Cr:0.7～1.2％；Zr:0.065～0.15％；Cu:余量；CuCrZr棒材坯料表面无明显的疏松、缩孔缺陷；/n(2)用锯床、车床加工成符合真空感应熔炼炉加料尺寸要求的CuCrZr合金棒料：CuCrZr合金棒料的直径不大于50mm，长度为0～600mm，表面粗糙度≤1.6μm；/n(3)将CuCrZr合金棒料放置炉内坩埚中熔化后通过电磁感应搅拌，对整套设备进行预抽真空处理，随后充入惰性保护气体：将CuCrZr合金棒料装入带专业防护层的石墨坩埚中，启动真空抽气系统，待到真空度达到1*10^-3Pa～10*10^-3Pa时，开始中频加热，对CuCrZr合金棒料进行重熔，当石墨坩埚中温度达到1000～1300℃，压力在-0.1Mpa～-0.05Mpa时，关闭真空抽气系统，充入气体混合体积比例氩气：氦气为1:9的惰性气体，并通过电磁感应搅拌，继续加热直至CuCrZr合金棒料处于完全熔化态，得到CuCrZr合金熔液；/n(4)通过导流管将合金熔液引入雾化舱，将合金熔液雾化破碎成大量细小液滴，液滴飞行过程中凝固成球形粉末颗粒：通过红外测温仪器检测，待CuCrZr合金熔液过热度达到100～150℃之间，去掉坩埚底部塞子，使得CuCrZr合金熔液直接经过坩埚下方的导流嘴向下流出，注入位于雾化喷嘴之上的中间包内，CuCrZr合金熔液由中间包底部漏眼流出，在气压为2～5MPa条件下，将高压惰性气体通过喷嘴，将CuCrZr合金熔液雾化破碎成大量细小的液滴，液滴飞行过程中凝固成球形粉末颗粒，惰性气流是由体积比为2:1的氩气和氦气组成的高温干燥的混合气体，惰性气流的温度为20℃，气流流速为100～150mL/min，惰性气体与CuCrZr合金熔液的流量比为4～16:1；/n(5)通过粉末收集装置得到CuCrZr球形粉，待粉末完全冷却后按要求筛分并真空包装：在低温干燥的氮气环境下进行风吹，低温温度为10～20℃，静置处理10～20min，再在超声频率为20KHz，真空度为0.04Pa条件下，处理6-10min，通过振荡，再经筛分离达到制备各种粒度的CuCrZr球形粉末，球形率达到95％-98％。/n