一种利用高能量密度等离子旋转电极制备铁基粉的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用高能量密度等离子旋转电极制备铁基粉的方法，采用钨电极发射转移等离子弧，经过压缩喷嘴机械压缩和聚焦线圈电磁压缩成高能量密度等离子电弧，高能量密度等离子电弧加热铁基合金棒端面使其熔化，铁基合金棒高速旋转产生离心力将端面熔融的金属液滴甩出，在表面张力作用下形成光滑球型铁基粉，所述铁基粉由以下重量百分含量的金属原料组成：C:0.04~0.09wt.%；Cr:16.5~19.5wt.%；Ni:2~6wt.%；B:0.5~3wt.%；Ti:0.3~0.6wt.%；Mo≤2wt.%；Si≤2wt.%；Nb≤3wt.%；V≤2wt.%；O≤0.02wt.%；余量为Fe和不可避免的杂质元素。

【技术实现步骤摘要】
一种利用高能量密度等离子旋转电极制备铁基粉的方法
本专利技术属于粉末冶金
，具体涉及一种利用高能量密度等离子旋转电极制备铁基粉的方法。
技术介绍
铁基金属材料由于其价格低廉广泛用于工业应用领域，根据使用性能不同，可分为不锈钢、耐磨钢、模具钢等。不锈钢材料具有良好的耐腐蚀性，但硬度低、耐磨性差，在高频摩擦、动载条件下使用寿命受限，因此研发一种耐磨耐腐蚀铁基材料的专利技术符合市场需求。材料的耐磨性往往与硬度呈正比，要提高合金硬度需引入硬质相，弥散强化提高基体硬度，从而增强涂层或熔覆层耐磨性，碳化物和硼化物硬质相强化马氏体不锈钢具有较强的耐磨防腐性能，目前针对此类型材料多采用气雾化或水雾化等技术制备，受技术原理限制粉末形貌多呈椭球形、长条形存在，导致粉末流速差、熔覆过程出粉不流畅；且气雾化粉末由于制粉过程采用高压气体冷却熔融金属，不可避免的在熔滴内部残留来不及溢出的气体，由此产生空心粉。最终导致涂层或熔覆层内部由于空心粉造成的孔隙或热诱导裂纹，影响产品的服役寿命。高速等离子旋转电极法采用离心雾化技术，制备环境为静态高纯惰性气体环本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用高能量密度等离子旋转电极制备铁基粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：配制铁基粉的熔铸原料，将熔铸原料通过非真空感应熔炼浇铸成铁基合金棒（2）；/n所述铁基粉的熔铸原料由以下重量百分含量的金属原料组成：/nC:0.04~0.09wt.%；/nCr:16.5~19.5wt.%；/nNi:2~6wt.%；/nB:0.5~3wt.%；/nTi:0.3~0.6wt.%；/nMo≤2wt.%；/nSi≤2wt.%；/nNb≤3wt.%；/nV≤2wt.%；/nO≤0.02wt.%；/n余量为Fe和不可避免的杂质元素，其中Mn和W为不可避免的杂质元素，Mn、Nb、V、W、Ti元素的总...

【技术特征摘要】
1.一种利用高能量密度等离子旋转电极制备铁基粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：配制铁基粉的熔铸原料，将熔铸原料通过非真空感应熔炼浇铸成铁基合金棒（2）；
所述铁基粉的熔铸原料由以下重量百分含量的金属原料组成：
C:0.04~0.09wt.%；
Cr:16.5~19.5wt.%；
Ni:2~6wt.%；
B:0.5~3wt.%；
Ti:0.3~0.6wt.%；
Mo≤2wt.%；
Si≤2wt.%；
Nb≤3wt.%；
V≤2wt.%；
O≤0.02wt.%；
余量为Fe和不可避免的杂质元素，其中Mn和W为不可避免的杂质元素，Mn、Nb、V、W、Ti元素的总量不超过合金总重量的4.5%；
步骤2：将浇铸成型的铁基合金棒（2）经车床机械加工；
步骤3：将步骤2机械加工得到的铁基合金棒（2）作为自耗电极置于制粉设备的加工仓（1）内，并通过真空组件（6）对制粉设备的加工仓（1）进行预抽真空处理，然后通过气体组件（4）充入氩气和氦气的混合气体；
步骤4：开启等离子枪组件（3）和驱动电机（5），驱动电机（5）带动铁基合金棒（2）高速旋转，等离子枪组件（3）形成的高能量密度等离子电弧转移到铁基合金棒（2）上，使铁基合金棒（2）熔化后依靠旋转所产生的离心力甩离金属液滴，并在加工仓（1）内离心冷凝；
步骤5：将冷凝后的粉末收集在收集箱（7）内，制粉结束后将收集箱（7）与超声振动筛进粉口连接，通过超声振动筛后得到规定粒径范围的球形铁基粉。


2.根据权利要求1所述的一种利用高能量密度等离子旋转电极制备铁基粉的方法，其特征在于，所述步骤3中制粉设备包括加工仓（1）、等离子枪组件（3）、气体组件（4）、驱动电机（5）、真空组件（6）和收集箱（7），其中气体组件（4）和真空组件（6）分别与加工仓（1）通过管线连接，所述驱动电机（5）固定安装于加工仓（1）一侧外部，其中驱动电机（5）输出轴穿过加工仓（1）壁连接铁基合金棒（2），等离子枪组件（3）固定于加工仓（1）另一侧内壁，其中铁基合金棒（2）和等离子枪组件（3）同轴设置于加工仓（1）内部，所述加工仓（1）下端与收集箱（7）连通。


3.根据权利要求2所述的一种利用高能量密度等离子旋转电极制备铁基粉的方法，其特征在于，所述等离子枪组件（3）包括钨电极（3-1）、聚焦线圈骨架（3-2）、聚焦线圈（3-3）、水冷喷嘴（3-4）、压缩喷嘴（3-5）、钨极夹（3-6）、高频引弧器（3-7）和主电源（3-8），其中钨极夹（3-6）同轴套装固定于水冷喷嘴（3-4）内部远离铁基合金棒（2）的一侧，钨电极（3-1）一端固定于钨极夹（3-6）内，钨电极（3-1）与铁基合金棒（2）分别通过电连接到主电源（3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓君，唐洪奎，张智昶，马宽，赖运金，梁书锦，王庆相，王晨，赵霄昊，康路，
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