[發明專利]一種高錳氮奧氏體不銹鋼粉末及其制備方法

有效

• 申請號: 202110077203.0
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112981231B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 許榮君;田偉光;楊光;徐佳林;劉光勇
• 申請（專利權）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: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/42;C22C38/54;C22C38/58;B22F9/08;C21C5/52;C22C33/06
• 代理公司: 廣州赤信知識產權代理事務所(普通合伙) 44552
• 代理人: 龔素琴

本發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領域。所述高錳氮奧氏體不銹鋼粉末中，按重量百分比計算，氧含量≤0.1wt.％，氮含量≤0.5wt.％，碳含量≤0.15wt.％。本發明控制低的氧含量有助于減少粉末表面氧化物，粉末表面氧化物會阻礙燒結過程中的原子擴散，抑制燒結頸的形成與長大，降低燒結密度；控制合適的氮含量，有助于提高粉末奧氏體的穩定性，氮的固溶強化作用可以增加粉末燒結后的強度，氮元素在奧氏體中的溶解度較低，控制過高的氮含量會大幅增加生產成本；控制合適的碳含量，可在燒結階段去除粉末中的氧，提高燒結效率與燒結密度，但過高含量的碳會與鉻反應，形成復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。

技術領域

本發明涉及合金材料粉末制備技術領域，尤其涉及一種高錳氮奧氏體不銹鋼粉末及其制備方法。

技術背景

奧氏體不銹鋼因其具有良好的耐腐蝕性能、力學性能、冷加工成型性能和無磁的特點，在化學設備、建筑裝飾材料和民用廚具等領域具有廣泛的應用。在粉末冶金行業領域使用較多的奧氏體不銹鋼牌號為316L和304，但在實際應用中其強度較低，由于含Ni比重較大，原料成本較高的缺點越發凸顯，因此，使用氮和錳替代鎳發展具有良好耐蝕性與較高強度的單相奧氏體不銹鋼成為了目前的研究熱點。氮元素為強奧氏體穩定元素，同時起到固溶強化作用，提高不銹鋼的強度，錳元素可在不銹鋼冷卻時增加奧氏體的穩定性，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。

霧化制粉技術是目前制備性能優異、成分和粒度均勻的傳統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。真空霧化技術制備的金屬粉末具有氧含量低、球形度好的優點，但其對設備要求高，制備流程復雜，生產效率低，細粉收得率低等缺點。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，并保持至霧化結束。中國專利CN108555285A采用霧化技術制備高氮無鎳不銹鋼粉末，-400目的粉末收得率小于40％。另外，現有的霧化技術普遍用純金屬原料按照設計成分進行冶煉，純金屬原料價格高昂，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，鋼液冶煉過程中合金元素被空氣氧化，鋼液成分波動較大，鋼液品質降低，同時補加原料金屬或還原劑調整成分增加制備成本。

發明內容

針對現有的技術中存在奧氏體不銹鋼粉末制備成本高，成分波動大、細粉收得率低等問題，為解決上述現有技術的不足，本發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控制成分，控制非真空氣霧化過程參數，從而得到成本低，成分精準，細粉收得率高的高錳氮奧氏體不銹鋼粉末。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

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，按重量百分比計算，氧含量≤0.1wt.％，氮含量≤0.5wt.％，碳含量≤0.15wt.％。

優選的，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，粉末表面氧化物會阻礙燒結過程中的原子擴散，抑制燒結頸的形成與長大，降低燒結密度；控制合適的氮含量，有助于提高粉末奧氏體的穩定性，氮的固溶強化作用可以增加粉末燒結后的強度，氮元素在奧氏體中的溶解度較低，控制過高的氮含量會大幅增加生產成本；控制合適的碳含量，可在燒結階段去除粉末中的氧，提高燒結效率與燒結密度，但過高含量的碳會與鉻反應，形成復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。