[發明專利]一種制備球形鈮合金粉末的方法

有效

• 申請號: 201710308929.4
• 申請日: 2017-05-04
• 公開（公告）號: CN106964782B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 賀衛衛;陳斌科;向長淑;王新鋒;蘇騰飛;王富鐸;王超;湯慧萍
• 申請（專利權）人: 西安賽隆金屬材料有限責任公司
• 主分類號: B22F9/14
• 分類號: B22F9/14;C22C27/02;C22C1/03
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明公開了一種制備球形鈮合金粉末的方法，該方法為：一、將釩粒、鉻粒、鋁鎢中間合金、鉿粒混合后用鋁箔包制成合金包，再與海綿鈦壓制成合金棒，合金棒與鈮條焊接成電極；二、將電極送入真空自耗電弧爐熔煉成鈮合金鑄錠；三、將鈮合金鑄錠加工成直徑100mm～120mm、長度300mm～500mm的鈮合金棒；四、豎直旋轉的鈮合金棒在等離子槍作用下熔融成液滴，液滴離心分散、冷凝后得到球形鈮合金粉末。本發明的鈮合金棒料在霧化室中沿著豎直方向旋轉，大大降低了水平旋轉時的擾度作用，提高了鈮合金粉末的球形度和尺寸均勻度。并且該制備方法工藝簡單、生產效率高，受污染風險小，適宜規模化生產球形鈮合金粉末。

技術領域

本發明屬于合金粉末制備技術領域，具體涉及一種制備球形鈮合金粉末的方法。

背景技術

鈮合金在高溫下具有較高的強度和良好的加工性能，可用作航空航天領域的超高音速飛機、航天飛行器、衛星、超音速低空火箭等的防護材料及結構材料。但鈮合金中的成分復雜、難熔組分較多，在生產形狀結構復雜的鈮合金零件時，存在著合金成分偏析嚴重、組織不均勻、不易加工成形等問題。為解決上述不足，現在大多采用粉末冶金凈成形工藝或增材制造工藝制備高性能的鈮合金零部件，而上述兩種工藝都需要高品質的球形鈮合金粉末。目前，鈮合金球形粉末的生產方法主要有惰性氣體霧化法、離心霧化法等。離心霧化法是將金屬及合金熔融后，通過離心力將熔融液拋出并分散成小液滴落入冷卻介質中，最終凝固形成粉末。現有的離心霧化法采用臥式棒料旋轉制粉，棒料在霧化室中沿著水平向旋轉，但由于自身的重力，較長的棒料在水平方向一端會有下垂，導致棒料旋轉時會有一定擾度，容易造成粉末形狀不規則、尺寸分布不集中；此外棒料在高速旋轉同時還要進行進給動作，這就大大限制了棒料的旋轉速度，最終使粉末的粒度偏大。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供了一種制備球形鈮合金粉末的方法。該方法采用立式的棒料旋轉制粉方法，讓鈮合金棒料在霧化室中沿著豎直方向旋轉，大大降低了旋轉帶來的擾度作用，提高了鈮合金粉末的球形度和尺寸均勻度。該制備方法工藝簡單、生產效率高，受污染風險小；得到的鈮合金粉末粒度小、形狀規則、球形度高，氧含量增加少，適宜規模化生產高品質的球形鈮合金粉末。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種制備球形鈮合金粉末的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將釩粒、鉻粒、鋁鎢中間合金、鉿粒混合均勻，形成混合物，用鋁箔將所述混合物包裹制備成合金包，然后將合金包與海綿鈦一起壓制成合金棒，再將合金棒與鈮條焊接成電極；所述鋁鎢中間合金中鋁和鎢的質量比為1:1；

所述電極由以下質量百分數的元素組成：釩5％～6％，鉻2％～3％，鋁2％～3％，鎢2％～3％,，鉿2％～3％，鈦12％～16％，余量為鈮；

步驟二、將步驟一中得到的電極送入真空自耗電弧爐中進行熔煉，得到鈮合金鑄錠；

步驟三、將步驟二中得到的鈮合金鑄錠加工成直徑為100mm～120mm、長度為300mm～500mm的鈮合金棒；

步驟四、將步驟三中得到的鈮合金棒送入立式等離子旋轉電極制粉設備的霧化室中，然后對霧化室進行抽真空處理，使霧化室的真空度不大于5×10^-3Pa，再充入氬氣保護，鈮合金棒在轉移弧型等離子槍的作用下熔融成鈮合金液滴，鈮合金液滴離心分散在霧化室中，經冷凝后得到球形鈮合金粉末；所述鈮合金棒繞豎直方向旋轉。

上述的方法，其特征在于，步驟二中所述熔煉的次數至少為兩次。

上述的方法，其特征在于，步驟三中所述鈮合金棒的直線度≤0.1mm/m，粗糙度≤1.6μm。

上述的方法，其特征在于，步驟四在制粉過程中所述鈮合金棒的轉速為15000r/min～32000r/min。