一种高纯净镍基高温合金及其球形粉末的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113817935A(43)申请公布日2021.12.21(21)申请号202110949796.5C23C24/10(2006.01)(22)申请日2021.08.18B22F3/22(2006.01)B22F10/28(2021.01)(71)申请人盘星新型合金材料（常州）有限公司B33Y70/00(2020.01)地址213200江苏省常州市金坛区薛埠镇百花东路162号(72)发明人徐飞鹏康凯肖海波范超徐新浩彭炜张晓平(74)专利代理机构北京思创大成知识产权代理有限公司11614代理人高爽(51)Int.Cl.C22C19/05(2006.01)C22C1/02(2006.01)B22F9/08(2006.01)B22F9/14(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种高纯净镍基高温合金及其球形粉末的制备方法(57)摘要本发明公开了高纯净镍基高温合金及其球形粉末的制备方法，选用高纯金属配料，在真空感应悬浮熔炼炉中熔炼，通过控制熔炼真空度、精炼温度、时间等参数实现纯净化熔炼，然后浇注得到钢锭，制成棒材；通过EIGA和PREP技术对棒材进行熔炼雾化制粉，得到球形金属粉末；采用振动筛分和气流分级，在惰性气体保护下对球形粉末进行分级。本发明方法通过原料熔炼控制、雾化过程控制和后处理控，有效控制了非金属杂质含量，使得粉末化学元素具有极高的纯度，高纯度的高温合金球形粉末在后续激光增材打印和激光熔覆过程中不易产生裂纹等缺陷，结合力好，强度高，韧性好，可用于高端零件的修复。CN113817935ACN113817935A权利要求书1/2页1.一种高纯净镍基高温合金，其特征在于，该合金由以下重量份的组分构成：C为0.005～0.015份，Cr为14.5～19份，Mo为2.4‑2.5份，Nb为4～5.8份，Ti为0.65～0.71份，Al为1.4～1.5份，Fe为7～9.8份，Co为8.5～9份，W为0.8～1份，P为0.002～0.02份，Ni为50～61份，S为0～0.0020份，Si为0～0.05份，Mg为0～0.002份，Mn为0～0.02份，Cu为0～0.05份，O为0～0.0009份，N为0～0.001份。2.一种高纯净镍基高温合金的球形粉末制备方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1：将全部组分置于真空感应悬浮熔炼炉进行合金熔炼，熔炼完成后浇注到钢锭模管中制成钢锭；步骤2：对钢锭进行加工，制成棒材；要求合金棒材弯曲度＜1mm/支。步骤3：采用EIGA气雾化制粉炉对棒材进行加工制粉，获得金属粉末；或者为步骤3′：采用PREP等离子旋转电极雾化制粉设备对棒材进行加工制粉，获得金属粉末。3.根据权利要求2所述的高纯净镍基高温合金的球形粉末制备方法，其特征在于，所述步骤1中，钢锭模管的直径为40‑70mm，长度为500‑800mm；全部组分原材料均为高纯度材料，包括金属铬纯度≥99.9％、金属钼纯度≥99.9％、金属铌纯度≥99.9％、海绵钛纯度≥99.8％、铝纯度≥99.9％、金属铁纯度≥99.9％、金属钴纯度≥99.9％、金属钨纯度≥99.9％、金属镍纯度≥99.9％，高纯碳粒纯度≥99.7％；真空感应熔炼过程中要求真空度＜5Pa，精炼温度为1500‑1550℃；通过控制真空感应熔炼期的真空度、精炼温度和精炼时间，有利于提高碳的脱氧能力，真空下碳的脱氧脱氮能力随着真空度的提高而增强；所述步骤2具体为，使用车床和磨床对钢锭进行加工，得到预合金棒材，对预合金棒材进行除油、除屑和烘干处理。4.根据权利要求2所述的高纯净镍基高温合金的球形粉末制备方法，其特征在于，所述步骤3具体包括：步骤3‑1、对EIGA气雾化制粉炉进行抽真空；步骤3‑2、用惰性气体对EIGA气雾化制粉炉内气体进行置换；步骤3‑3、采用EIGA气雾化制粉炉对棒材进行熔炼形成金属液滴，之后经过雾化凝固形成金属粉末，待金属粉末冷却室温后收集粉末。5.根据权利要求4所述的高纯净镍基高温合金的球形粉末制备方法，其特征在于，步骤3‑1中，抽真空至真空度为1.0×10‑1Pa，雾化炉压升率低于2Pa/h；步骤3‑2中，惰性气体采用氩气，氩气纯度99.999％；置换2‑3次；步骤3‑3中，雾化参数设置为：雾化压力3.0‑5.0MPa、给料速度30‑80mm/min；熔炼参数设置为：功率20‑30Kw；雾化采用自由式拉瓦尔超音速雾化喷盘，雾化效率高，产品性能好。6.根据权利要求2所述的高纯净镍基高温合金的球形粉末制备方法，其特征在于，所述的步骤3′具体包括：步骤3‑1′、启动PREP等离子旋转电极雾化制粉设备的电极旋转电机，采用等离子枪对棒材进行熔化形成金属液滴；步骤3‑2′、熔化后的金