[發(fā)明專利]一種采用氣霧化法制備含氮/高氮不銹鋼粉末的方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 200710121435.1 | 申請日： | 2007-09-06 |
| 公開（公告）號： | CN101134244A | 公開（公告）日： | 2008-03-05 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 況春江;鐘海林;程東凱;匡星;麻洪秋;畢景維;丁福昌 | 申請（專利權(quán)）人： | 安泰科技股份有限公司 |
| 主分類號： | B22F9/08 | 分類號： | B22F9/08 |
| 代理公司： | 北京中安信知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 | 代理人： | 張小娟 |
| 地址： | 100081*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 采用 霧化 法制 備含氮 不銹鋼 粉末 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于粉末冶金領(lǐng)域，特別涉及一種采用氣霧化法制備含氮/高氮不銹鋼粉末的方法。
背景技術(shù)
20世紀(jì)30年代及40年代后期，由于鎳資源的緊缺刺激了以氮代鎳制備不銹鋼的研究。研究者發(fā)現(xiàn)，氮不僅能提高鋼鐵材料的強度，而且對提高材料的耐蝕性，尤其是耐氯離子點腐蝕方面也有重要影響。另外，近年來國外研究表明，鎳離子是一種潛在的致敏因子，在生物體內(nèi)植入物附近可以誘發(fā)毒性效應(yīng)，發(fā)生細(xì)胞破壞和發(fā)炎反應(yīng)，對生物體有致畸、致癌的危害性，在美國和歐洲有10-20％的婦女和6％的男士受鎳離子影響。([1]任伊賓，楊柯，張炳春，梁勇.新型醫(yī)用無鎳不銹鋼性能研究[J]。功能材料，2004，增刊35：2351-2354.[2]Joachim?MENZEL，WalterKIRSCHNER?and?Gerald?STEIN.High?Nitrogen?Containing?Ni-freeAustenitic?Steels?for?Medical?Applications[J].ISIJ?Intemational，1996，36(7)：893-900.)。
目前，含氮不銹鋼按結(jié)構(gòu)分主要有三大類：含氮鐵素體/馬氏體不銹鋼、含氮奧氏體不銹鋼、含氮雙相不銹鋼；按氮在不銹鋼中溶解量分為含氮鋼和高氮鋼。Speidel認(rèn)為馬氏體基體中氮含量大于0.08％或奧氏體基體中氮含量大于0.4％的鋼是高氮鋼(Speidel，M.O.，Proc?1st?Int?Conf.HighNitrogen?Steels，The?Institute?of?Metals，J.Fict，and?A.Hendry，Eds.，London，1989，p.92-96.)。
高氮不銹鋼的制備工藝主要有：加壓感應(yīng)熔煉、熱等靜壓熔煉、高壓等離子熔煉、加壓電渣熔煉、反壓鑄造、電渣加熱-高壓滲氮等。通過增加熔融金屬面上氮氣壓力，達(dá)到高于溶解度的高氮含量，此工藝很好地解決了氮在不銹鋼中平衡度過低問題，但普遍存在設(shè)備復(fù)雜、高壓危險、工藝控制困難、組織均勻性差及生產(chǎn)成本高等缺點(周燦棟，丁偉中，蔣國昌。包頭鋼鐵學(xué)院報，1999，18(9)：387-392.)。
同熔煉高氮不銹鋼相比，粉末冶金高氮不銹鋼具有眾多優(yōu)點：獲得均勻化學(xué)成分及微觀結(jié)構(gòu)、可以在不同階段添加氮、具有達(dá)到很高氮含量的可能性、工藝靈活。目前，制備高氮不銹鋼粉末的主要方法有：高壓氮氣熔煉-氮氣霧化法；流化床滲氮法；機械合金化法等。
根據(jù)Sievert定律，鋼液中氮含量與氮氣壓力的平方根成正比，隨著氮氣壓力增加，鋼液中氮的溶解度增加，見圖1(Anne?Satir-Kolorz?andHeinrich?K.Feichtinger，Z.?Metallkde，82，9(1991)：pp689-697.)。
美國Simmons等人認(rèn)為氮含量的提高主要歸因于高壓氮氣中熔煉，高壓氮氣霧化時，由于氮氣與熔融金屬作用時間很短，滲氮效果不明顯。他們采用高壓氮氣熔煉-氣霧化法制備氮含量達(dá)1.0％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的不銹鋼粉末(Simmons?J?W.?Overview.High-Nitrogen?Alloying?of?StainlessSteels.Materials?Science?and?Engineering，1996，A207：159-169.)。
機械合金化法是通過合金元素的原子在頻繁碰撞過程中被捕獲，隨粉末發(fā)生強烈的塑性變形、冷焊成具有片層狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合粉末，粉末又因加工硬化而破碎，破碎后粉末露出新鮮的原子表面又極易發(fā)生焊合，粉末經(jīng)過不斷冷焊、破碎、再焊合的過程，其組織結(jié)構(gòu)不斷細(xì)化，最終達(dá)到原子混合而實現(xiàn)合金化目的。北京科技大學(xué)采用此法制備了氮含量0.05～0.37wt％的不銹鋼粉末(楊君友，張同俊等，功能材料，1995，26(5)：477)。
在不銹鋼中，氮在固態(tài)溶解度遠(yuǎn)大于氮在液態(tài)中溶解度，通過控制滲氮溫度、壓力、時間、粒度等參數(shù)，在流化床中滲氮可獲得不同氮含量的不銹鋼粉末。Virta等采用此法生產(chǎn)了氮濃度達(dá)6.81％的AlSl粉。
高壓氮氣熔煉-氮氣霧化法缺點在于需要高壓設(shè)備，存在設(shè)備昂貴復(fù)雜、高壓危險、工藝控制困難及生產(chǎn)成本高等缺點。
流化床粉末滲氮法的缺點在于滲氮粉體微觀結(jié)構(gòu)不均勻、氧含量高、能耗高；機械合金化法缺點在于粉末形貌為片層狀、流動性差、氮含量不易控制。
該專利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專利權(quán)人授權(quán)。該專利全部權(quán)利屬于安泰科技股份有限公司，未經(jīng)安泰科技股份有限公司許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購買此專利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/200710121435.1/2.html，轉(zhuǎn)載請聲明來源鉆瓜專利網(wǎng)。
