一种超细高等级球形EP741NP合金粉末的制备方法，步骤为：1）参照EP741NP合金的成分为配料，熔炼成EP741NP合金棒；2）将熔炼的EP741NP合金棒进行加工成电极棒；3）装载电极棒至反应室中，对反应室抽真空，按照一定比例向反应室充入惰性气体；4等离子炬包含钨阴极和铜阳极，电极棒不做电极，对电极棒端部进行加热，使端部均匀熔化，雾化液滴从电极棒端部被甩出，液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒，落入收集器中；5）对制得的EP741NP合金粉末在惰性气体保护环境下进行静电分离，筛分，取样和包装；该方法制备的EP741NP合金粉末具有超细、高纯度、高等级球形、无空心粉与卫星粉的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高温合金粉末冶金制备
，具体涉及一种超细高等级球形EP741NP合金粉末的制备方法。
技术介绍
EP741NP是一种镍基高温合金，其成分具有鲜明的特点：较高的Ti、Al、Nb含量，γ′相含量达到60%以上，保证了合金的强度，同时合金具有很低的Ti/Al比，同时添加强碳化物形成元素Hf、Nb等，减小了原始颗粒边界的形成趋势，并且大量添加了W、Mo等难熔元素。传统的EP741NP合金制备工艺为PREP制粉+直接热等静压成形+热处理。独特的成分特点，保证了合金具有良好的蠕变抗力、疲劳性能，自从上世纪八十年代以来，其广泛应用于航空航天的关键热端零部件。EP741NP合金具有良好的损伤容限，但是强度略低，一定程度上限制了其应用。这与合金晶粒尺寸普遍粗大有关。合金晶粒尺寸粗大，从而无法满足强度要求。而对于粉末合金，合金的晶粒尺寸很大程度上取决于粉末的粒度。因此，国内外都对使用粉末的粒度进行了优化。在八十年代，俄罗斯采用粉末粒度为70～315μm，之后逐渐发展为70~200μm，50～140μm；目前，受限于设备能力，国内PREP粉末主要粒度为50~150μm，而气雾化粉末粒度可以达到~75μm，但是气雾化粉的圆形度较差，易存在粘接粉、空心粉、卫星粉等较多缺陷。因此，制备超细球形粉，是提高合金性能的一个趋势，是一项急需解决的技术问题。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种方法，以解决粉末冶金工艺制备EP741NP合金过程中出现的晶粒尺寸过大导致性能不足、粉末形状不佳导致变形能力差等问题，以及当前普遍使用的制粉方法制得的合金粉末圆形度不佳、粒度过大等问题。本专利技术提供了一种超细、高圆形度EP741NP合金粉末的制备方法，确保成型后的EP741NP合金成分均匀、组织细小、性能优异，满足航空航天领域的应用要求。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种超细高等级球形EP741NP合金粉末的制备方法，包括以下步骤：1）按照EP741NP基合金的成分为配料，Co：13~16%，Cr：8.0~10.0%，Al：4.8~5.3%，Ti：1.6~2.0%，W：5.2~5.9%，Mo：3.5~4.2%，C：0.02~0.06%，Hf：0.1~0.4%，Nb：2.4~2.8，Ni为基体，添加0-1wt%的Mg，B，Zr，Ce元素，采用真空感应熔炼和电渣重熔工艺熔炼熔炼成EP741NP合金棒；2）对熔炼的EP741NP合金棒进行精车加工，加工后的电极棒的直径为10-100mm，长度为100-1000mm，圆度偏差小于0.1mm，直线度偏差小于0.1mm/m，粗糙度小于1.6μm；3）装载电极棒至反应室中，对反应室抽真空至10-3-10-2Pa，向反应室充入氦气、氩气或氦氩混合气，使腔室内压力为0.01-1MPa，，气氛中氧含量小于0.1wt%；4）PREP制粉设备的等离子枪功率为100-300kW，等离子炬包含钨阴极和铜阳极，电极棒不做电极，等离子弧对电极棒端部进行加热，使端部均匀熔化，电极棒转速为10000-30000r/min，雾化液滴在离心力作用下从电极棒端部被甩出，并形成液滴，液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒，落入反应室底部收集器中；5）在惰性气体保护下，对制得的EP741NP合金粉末筛分和包装。所述的EP741NP合金粉末平均粒度为40μm-500μm。所述的EP741NP合金粉末为平均粒度小于50μm的超细粉末。所述的步骤4）制粉过程圆形度为90~95%。本专利技术的有益效果在于：使用非转移弧等离子旋转电极工艺，在超高转速条件下，能够制得超细、高圆形度的EP741NP合金粉末，其成型件能够满足航空航天部件的应用需求。使用本方法制得的粉末进行热等静压成型及热处理，其力学性能可达到：屈服强度大于1100MPa，抗拉强度大于1500MPa，断后伸长率大于18%，断面收缩率大于20%。本专利技术通过调整工艺参数可获得平均粒度为40μm-500μm的EP741NP合金粉末，尤其能够制得平均粒度小于50μm的超细粉末，夹杂物小于10颗/kg，制粉过程增氧量在100-1000ppm范围内可控；并且保证粉末的圆形度大于90%。该粉末的热等静压成型件力学性能为：屈服强度大于1100MPa，抗拉强度大于1500MPa，断后伸长率大于18%，断面收缩率大于20%。附图说明图1为本专利技术EP741NP合金粉末扫描电镜照片。图2为本专利技术EP741NP合金粉末能谱分析。图3为本专利技术EP741NP合金粉末圆形度测算照片。图4为本专利技术EP741NP合金单个粉末扫描电镜照片。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1一种超细高等级球形EP741NP合金粉末的制备方法，包括以下步骤：1）按照EP741NP的成分为配料，C：0.034%，Co：16.4%，Cr：9.15%，Al：5.08%，Ti：1.92%，W：5.31%，Mo：3.92%，Nb：2.70，Hf：0.25%，Ni余量，采用真空感应熔炼和电渣重熔工艺熔炼成EP741NP合金棒；2）对熔炼的EP741NP合金棒进行精车加工，加工后的电极棒为：直径为50mm，长度为650mm，圆度偏差0.02mm，直线度偏差0.045mm/650mm，粗糙度1.14μm；3）装载电极棒至反应室中，对反应室抽真空至2×10-3Pa，向反应室充入氦气，使腔室内压力为0.5MPa；4）PREP制粉设备的等离子枪功率为200kW，等离子炬包含钨阴极和铜阳极，电极棒不做电极，等离子体对电极棒端部进行加热，电极棒转速为22000r/min，使端部均匀熔化，雾化液滴在离心力作用下从电极棒端部被甩出并形成液滴，液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒，落入反应室底部收集器中；5）在惰性气体保护下，对制得的EP741NP合金粉末筛分和包装。所述的EP741NP合金粉末平均粒度为78μm。实施例2一种超细高等级球形EP741NP合金粉末的制备方法，包括以下步骤：1）按照EP741NP的成分为配料，C：0.046%，Co：16.0%，Cr：8.92%，Al：4.90%，Ti：1.80%，W：5.51%，Mo：4.22%，Nb：2.42，Hf：0.29%，Ni余量，熔炼成EP741NP合金棒。2）对熔炼的EP741NP合金棒进行精车加工，加工后的电极棒为：直径为20mm，长度为300mm，圆度偏差0.02mm，直线度偏差0.03mm/300mm【是否正确】，粗糙度0.58μm；3）装载电极棒至反应室中，对反应室抽真空至7×10-3Pa，向反应室充入氦气，使腔室内压力为0.07MPa；4）PREP制粉设备的等离子枪功率为100kW，等离子炬包含钨阴极和铜阳极，电极棒不做电极，等离子体对电极棒端部进行加热，电极棒转速为15000r/min，使端部均匀熔化本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超细高等级球形EP741NP合金粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）按照EP741NP基合金的成分为配料，Co：13~16%，Cr：8.0~10.0%，Al：4.8~5.3%，Ti：1.6~2.0%，W：5.2~5.9%，Mo：3.5~4.2%，C：0.02~0.06%，Hf：0.1~0.4%，Nb：2.4~2.8，Ni为基体，添加0‑1wt%的Mg，B，Zr，Ce元素，采用真空感应熔炼和电渣重熔工艺熔炼EP741NP合金棒；2）对熔炼的EP741NP合金棒进行精车加工，加工后的电极棒的直径为10‑100mm，长度为100‑1000mm，圆度偏差小于0.1mm，直线度偏差小于0.1mm/m，粗糙度小于1.6μm；3）装载电极棒至反应室中，对反应室抽真空至10‑3‑10‑2Pa，向反应室充入氦气、氩气或氦氩混合气，使腔室内压力为0.01‑1MPa，气氛中氧含量小于0.1wt%；4）PREP制粉设备的等离子枪功率为100‑300kW，等离子炬包含钨阴极和铜阳极，电极棒不做电极，等离子体对电极棒端部进行加热，使电极棒端部均匀熔化，电极棒转速为10000‑30000r/min，雾化液滴在离心力作用下从电极棒端部被甩出，形成液滴，液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒，落入反应室底部收集器中；5）在惰性气体保护下，对制得的EP741NP合金粉末筛分和包装。...
【技术特征摘要】
1.一种超细高等级球形EP741NP合金粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）按照EP741NP基合金的成分为配料，Co：13~16%，Cr：8.0~10.0%，Al：4.8~5.3%，Ti：1.6~2.0%，W：5.2~5.9%，Mo：3.5~4.2%，C：0.02~0.06%，Hf：0.1~0.4%，Nb：2.4~2.8，Ni为基体，添加0-1wt%的Mg，B，Zr，Ce元素，采用真空感应熔炼和电渣重熔工艺熔炼EP741NP合金棒；
2）对熔炼的EP741NP合金棒进行精车加工，加工后的电极棒的直径为10-100mm，长度为100-1000mm，圆度偏差小于0.1mm，直线度偏差小于0.1mm/m，粗糙度小于1.6μm；
3）装载电极棒至反应室中，对反应室抽真空至10-3-10-2Pa，向反应室充入氦气、氩气或氦氩混合气，使腔室内压力为0.01-1MPa，气氛中氧含量小于0.1wt%；
4）PRE...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫飞，王庆相，韩志宇，梁书锦，张平祥，左振博，相敏，王琦，莫茗焜，
申请(专利权)人：西安欧中材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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