[發(fā)明專利]一種高錳氮奧氏體不銹鋼粉末及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110077203.0
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN112981231B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許榮君;田偉光;楊光;徐佳林;劉光勇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東省高端不銹鋼研究院有限公司;廣東廣青金屬科技有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/02
• 分類號(hào): C22C38/02;C22C38/42;C22C38/54;C22C38/58;B22F9/08;C21C5/52;C22C33/06
• 代理公司: 廣州赤信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44552
• 代理人: 龔素琴

本發(fā)明公開了一種高錳氮奧氏體不銹鋼粉末，涉及合金材料粉末制備技術(shù)領(lǐng)域。所述高錳氮奧氏體不銹鋼粉末中，按重量百分比計(jì)算，氧含量≤0.1wt.％，氮含量≤0.5wt.％，碳含量≤0.15wt.％。本發(fā)明控制低的氧含量有助于減少粉末表面氧化物，粉末表面氧化物會(huì)阻礙燒結(jié)過程中的原子擴(kuò)散，抑制燒結(jié)頸的形成與長大，降低燒結(jié)密度；控制合適的氮含量，有助于提高粉末奧氏體的穩(wěn)定性，氮的固溶強(qiáng)化作用可以增加粉末燒結(jié)后的強(qiáng)度，氮元素在奧氏體中的溶解度較低，控制過高的氮含量會(huì)大幅增加生產(chǎn)成本；控制合適的碳含量，可在燒結(jié)階段去除粉末中的氧，提高燒結(jié)效率與燒結(jié)密度，但過高含量的碳會(huì)與鉻反應(yīng)，形成復(fù)雜無碳化物造成鉻元素偏析，降低不銹鋼的耐晶間腐蝕能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合金材料粉末制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高錳氮奧氏體不銹鋼粉末及其制備方法。

技術(shù)背景

奧氏體不銹鋼因其具有良好的耐腐蝕性能、力學(xué)性能、冷加工成型性能和無磁的特點(diǎn)，在化學(xué)設(shè)備、建筑裝飾材料和民用廚具等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。在粉末冶金行業(yè)領(lǐng)域使用較多的奧氏體不銹鋼牌號(hào)為316L和304，但在實(shí)際應(yīng)用中其強(qiáng)度較低，由于含Ni比重較大，原料成本較高的缺點(diǎn)越發(fā)凸顯，因此，使用氮和錳替代鎳發(fā)展具有良好耐蝕性與較高強(qiáng)度的單相奧氏體不銹鋼成為了目前的研究熱點(diǎn)。氮元素為強(qiáng)奧氏體穩(wěn)定元素，同時(shí)起到固溶強(qiáng)化作用，提高不銹鋼的強(qiáng)度，錳元素可在不銹鋼冷卻時(shí)增加奧氏體的穩(wěn)定性，抑制奧氏體的分解，使高溫下形成的奧氏體能夠保持到常溫。

霧化制粉技術(shù)是目前制備性能優(yōu)異、成分和粒度均勻的傳統(tǒng)粉末冶金和注射成型用不銹鋼粉末最常用的方法之一，霧化制粉分為真空和非真空兩種制備方法。真空霧化技術(shù)制備的金屬粉末具有氧含量低、球形度好的優(yōu)點(diǎn)，但其對(duì)設(shè)備要求高，制備流程復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，細(xì)粉收得率低等缺點(diǎn)。如中國專利CN 111020402 A采用真空氣霧化方法制備耐久性涂料用的不銹鋼粉末，需抽真空至10^-1Pa以下并充入99.999純度的氬氣，并保持至霧化結(jié)束。中國專利CN108555285A采用霧化技術(shù)制備高氮無鎳不銹鋼粉末，-400目的粉末收得率小于40％。另外，現(xiàn)有的霧化技術(shù)普遍用純金屬原料按照設(shè)計(jì)成分進(jìn)行冶煉，純金屬原料價(jià)格高昂，且在非真空冶煉霧化過程存在合金原料Cr、Si和Mn等活潑元素易燒損的難點(diǎn)，鋼液冶煉過程中合金元素被空氣氧化，鋼液成分波動(dòng)較大，鋼液品質(zhì)降低，同時(shí)補(bǔ)加原料金屬或還原劑調(diào)整成分增加制備成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)中存在奧氏體不銹鋼粉末制備成本高，成分波動(dòng)大、細(xì)粉收得率低等問題，為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種高錳氮奧氏體不銹鋼粉末及其制備方法，通過AOD-LF高純凈冶煉，減少冶煉合金燒損精準(zhǔn)控制成分，控制非真空氣霧化過程參數(shù)，從而得到成本低，成分精準(zhǔn)，細(xì)粉收得率高的高錳氮奧氏體不銹鋼粉末。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種高錳氮奧氏體不銹鋼粉末，所述高錳氮奧氏體不銹鋼粉末中，按重量百分比計(jì)算，氧含量≤0.1wt.％，氮含量≤0.5wt.％，碳含量≤0.15wt.％。

優(yōu)選的，所述高錳氮奧氏體不銹鋼粉末的氧含量≤0.07wt.％，氮含量：0.15-0.35wt.％，碳含量：0.08-0.12wt.％。

在上述優(yōu)選的方案中，控制低的氧含量有助于減少粉末表面氧化物，粉末表面氧化物會(huì)阻礙燒結(jié)過程中的原子擴(kuò)散，抑制燒結(jié)頸的形成與長大，降低燒結(jié)密度；控制合適的氮含量，有助于提高粉末奧氏體的穩(wěn)定性，氮的固溶強(qiáng)化作用可以增加粉末燒結(jié)后的強(qiáng)度，氮元素在奧氏體中的溶解度較低，控制過高的氮含量會(huì)大幅增加生產(chǎn)成本；控制合適的碳含量，可在燒結(jié)階段去除粉末中的氧，提高燒結(jié)效率與燒結(jié)密度，但過高含量的碳會(huì)與鉻反應(yīng)，形成復(fù)雜無碳化物造成鉻元素偏析，降低不銹鋼的耐晶間腐蝕能力。