一种耐磨不锈钢粉末及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种耐磨不锈钢粉末及其制备方法与应用，耐磨不锈钢粉末的化学成分按重量百分比计为C：0.04％～0.08％，Si：0.20％～0.40％，Mn：0.25％～0.45％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr：12％～14％，Al：1.8％～2.5％，B：0.15％～0.35％，Ni：1.5％～2.5％，T.O：0.005％～0.010％，其余为铁及不可避免的杂质。本发明专利技术所述耐磨不锈钢粉末通过增加钢中硼、铝的含量，降低价格昂贵的镍、钼、铌、钒、钨等合金的含量，有效减少贵重合金加入量，降低生产成本，耐磨不锈钢粉末可用于3D打印及制备耐磨不锈钢产品，产品耐磨性高、使用寿命长。使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种耐磨不锈钢粉末及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及粉末材料制备
，尤其涉及一种耐磨不锈钢粉末及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]3D打印机技术是一种累积制造技术及快速成形技术，它以数字模型文件为基础，运用特殊的蜡格、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。
[0003]申请号为202010226803.4的中国专利申请公开了“一种3D打印高耐磨不锈钢材料、制备方法及其应用”，所述3D打印高耐磨不锈钢材料包括以质量百分比计的铬元素10.0
‑
14.0％，镍元素6.0
‑
9.0％，钼元素1.0
‑
3.0％，铝元素0.5
‑
1.5％，硅元素0
‑
0.5％，锰元素0
‑
0.5％，铌元素0
‑
1.0％，钒元素0
‑
0.5％，钛元素0
‑
1.0％，氮元素0
‑
0.08％，碳元素0.1
‑
0.3％，其余为铁元素。其采用真空熔炼气雾化法将所有原料混合制成3D打印不锈钢金属粉末，即3D打印高耐磨不锈钢材料。材料耐磨性好，耐腐蚀性好、硬度高，在3D打印成型过程中材料变形小、无开裂。但其需要在钢中加入大量的贵金属如镍、钼、铌、钒等，存在化学成分复杂，原材料成本高的问题。
[0004]申请号201810734785.3的中国专利申请公开了“一种增强体增强316L不锈钢粉末冶金零件”，采用316L气雾化不锈钢粉末、WC粉末、TiC粉末、NbC粉末、A12O3粉末、SiN4粉末为原料，经过配料、球磨、干燥、制粒、成形、球磨、压制、烧结工艺制备具有优异力学性能的增强体增强316L不锈钢粉末冶金零件。所制得的增强体增强316L不锈钢粉末冶金零件，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。但其在奥氏体不锈钢中加入了大量的贵金属如钨、铌等，原材料成本高。同时还需要将不锈钢粉末与多种粉末进行混合，难以保证成分均匀，其工艺也过于复杂。
[0005]总之，现有的耐磨不锈钢普遍在钢中加入大量的贵金属(如镍、钼、铌、钒等)，存在成分复杂、原材料成本高的问题。同时需要将不锈钢粉末与多种粉末进行混合，难以保证成分均匀，并导致工艺过于复杂。因此，急需研发一种成分简单、均匀，成本较低，工艺简单，安全可靠，甚至对产品的质量有所提升的耐磨不锈钢及其制备方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种耐磨不锈钢粉末及其制备方法与应用，采用化学成分与工艺相配合的方式制备耐磨不锈钢粉末，通过增加钢中硼、铝的含量，降低价格昂贵的镍、钼、铌、钒、钨等合金的含量，有效减少贵重合金加入量，节省资源，降低生产成本，且生产工艺简单，安全可靠，耐磨不锈钢粉末可用于3D打印及制备耐磨不锈钢产品，产品耐磨性高、使用寿命长。
[0007]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
[0008]一种耐磨不锈钢粉末，化学成分按重量百分比计为C：0.04％～0.08％，Si：0.20％
～0.40％，Mn：0.25％～0.45％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr：12％～14％，Al：1.8％～2.5％，B：0.15％～0.35％，Ni：1.5％～2.5％，T.O：0.005％～0.010％，其余为铁及不可避免的杂质。
[0009]一种耐磨不锈钢粉末的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)电炉冶炼：
[0011]工业纯铁原料放入真空感应炉内进行熔炼，真空感应炉的真空度控制在1～4Pa，待工业纯铁原料完全熔化后进行合金化处理并调整钢水成分，然后将钢水温度升高至1590～1640℃，冶炼结束；
[0012](2)钢水雾化：
[0013]真空感应炉出钢后的钢水进行真空雾化处理；采用超音速紧耦合气雾化方式，雾化导流管出口内径为4～6mm，雾化气体为氩气，雾化喷嘴处气体压力为2～4MPa，气体流量为0.15～0.20m3/s；钢水雾化速度为8～10kg/min，得到粒径分布在15～53μm的雾化粉末。
[0014]所述步骤(1)中，合金化处理时加入电解镍、硅铁、锰铁、金属铝、硼铁。
[0015]所述步骤(2)中，真空感应炉出钢后的钢水浇入中间包内进行真空雾化处理，中间包预热至1150～1250℃。
[0016]一种耐磨不锈钢粉末的应用，包括：
[0017]1)应用于3D打印：
[0018]采用条带扫描策略，在基板上完成3D打印；基板的加热温度为110～120℃，成型功率为300～320W，扫描速度为750～850mm/s，层厚为32～40μm；
[0019]2)用于制备耐磨不锈钢产品：
[0020]将耐磨不锈钢粉末经3D打印后的成品置于马弗炉中，加热到1050～1080℃，加热过程中通入Ar气保护，采用油淬快速冷却到室温，然后进行550～590℃回火，得到耐磨不锈钢产品。
[0021]所述耐磨不锈钢产品的化学成分按重量百分比计为C：0.04％～0.08％，Si：0.20％～0.40％，Mn：0.25％～0.45％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr：12％～14％，Al：1.8％～2.5％，B：0.15％～0.35％，Ni：1.5％～2.5％，T.O：0.005％～0.010％，其余为铁及不可避免的杂质；耐磨不锈钢产品在载荷为100～200N、磨速为0.2～0.5m/s的条件下，磨损失重为63～68mg/m2·
h。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]采用化学成分与工艺相配合的方式，通过增加钢中硼、铝的含量，降低价格昂贵的镍、钼、铌、钒、钨等合金的含量，有效减少贵重合金加入量，节省资源，降低生产成本，且
[0024]生产工艺简单，安全可靠，由耐磨不锈钢制成的产品耐磨性高、使用寿命长。
具体实施方式
[0025]本专利技术所述一种耐磨不锈钢粉末，化学成分按重量百分比计为C：0.04％～0.08％，Si：0.20％～0.40％，Mn：0.25％～0.45％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr：12％～14％，Al：1.8％～2.5％，B：0.15％～0.35％，Ni：1.5％～2.5％，T.O：0.005％～0.010％，其余为铁及不可避免的杂质。
[0026]一种耐磨不锈钢粉末的制备方法，包括如下步骤：
[0027](1)电炉冶炼：
[0028]工业纯铁原料放入真空感应炉内进行熔炼，真空感应炉的真空度控制在1～4Pa，待工业纯铁原料完全熔化后进行合金化处理并调整钢水成分，然后将钢水温度升高至1590～1640℃，冶炼结束；
[0029](2)钢水雾化：
[0030]真空感应炉出钢后的钢水进行真空雾化处理；采用超音速紧耦合气雾化方式，雾化导流管出口内径为4～6mm，雾化气体为氩气，雾化喷嘴处气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐磨不锈钢粉末，其特征在于，化学成分按重量百分比计为C：0.04％～0.08％，Si：0.20％～0.40％，Mn：0.25％～0.45％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr：12％～14％，Al：1.8％～2.5％，B：0.15％～0.35％，Ni：1.5％～2.5％，T.O：0.005％～0.010％，其余为铁及不可避免的杂质。2.如权利要求1所述一种耐磨不锈钢粉末的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)电炉冶炼：工业纯铁原料放入真空感应炉内进行熔炼，真空感应炉的真空度控制在1～4Pa，待工业纯铁原料完全熔化后进行合金化处理并调整钢水成分，然后将钢水温度升高至1590～1640℃，冶炼结束；(2)钢水雾化：真空感应炉出钢后的钢水进行真空雾化处理；采用超音速紧耦合气雾化方式，雾化导流管出口内径为4～6mm，雾化气体为氩气，雾化喷嘴处气体压力为2～4MPa，气体流量为0.15～0.20m3/s；钢水雾化速度为8～10kg/min，得到粒径分布在15～53μm的雾化粉末。3.根据权利要求2所述一种耐磨不锈钢粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，合金化处理时加入电解镍、硅铁、锰铁、金属铝、硼铁。4.根据权利要求2所述一种耐磨不锈钢粉末的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李广帮，廖相巍，黄玉平，杨骥，杨光，常桂华，于明光，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：