本發(fā)明屬于金屬及合金粉末制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及304不銹鋼球形粉末的制備方法。
背景技術(shù)：
304不銹鋼作為不銹鋼中常見的一種材料，具有耐高溫，耐腐蝕，加工性能優(yōu)異的特點(diǎn)受到廣泛應(yīng)用。其制得的不銹鋼粉末有良好的耐腐蝕性和耐久力，可以作為涂膜的一種優(yōu)質(zhì)材料，其具有優(yōu)秀的覆蓋性能，可以形成屏蔽層阻隔濕氣防腐，能夠廣泛的應(yīng)用于呂鑄件、銅鋅鑄件等的表面精加工處理，以及各類金屬材料表面的噴丸打磨。但由于304不銹鋼粉末制作受到高溫易氧化的限制，一旦氧化便很難通過他法去除表面的氧化皮。因此如何制備出粒度均勻、高等級球形、低氧含量的304不銹鋼粉末就顯得尤為重要。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種304不銹鋼球形粉末的制備方法，解決304不銹鋼球形粉末規(guī)模化生產(chǎn)的技術(shù)難點(diǎn)，滿足了市場需求；具有粒度均勻、高等級球形、低氧含量的特點(diǎn)，
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
304不銹鋼球形粉末的制備方法，按質(zhì)量百分比，包括以下步驟：
1）按照304不銹鋼所需成分進(jìn)行配料得到熔鑄原料，通過熔煉工藝得到不銹鋼鑄錠；通過鍛造，將304不銹鋼鑄錠制成組織致密的鍛態(tài)棒料；
2）將鍛態(tài)棒料經(jīng)過車床和精密數(shù)控車床的機(jī)械加工，得到符合等離子旋轉(zhuǎn)電極法要求的不銹鋼電極棒，不銹鋼電極棒的直徑為50-80mm，長度為200-700mm，圓度偏差小于0.05mm，直線度偏差小于0.05mm/m，粗糙度小于1.5μm；
3）將不銹鋼電極棒置于霧化設(shè)備內(nèi)，對整套制粉設(shè)備進(jìn)行預(yù)抽真空處理，然后充入高純惰性氣體，使反應(yīng)室內(nèi)壓力為0.1×105-3×105 Pa，氣氛中氧含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于0.1wt%；
4）啟動PREP制粉設(shè)備，利用等離子火炬加熱不銹鋼電極棒的端面，使其均勻熔化，不銹鋼電極棒轉(zhuǎn)速為10000-30000 r/min，在霧化室內(nèi)進(jìn)行離心霧化制粉；
5）通過粉末收集裝置得到超純凈304不銹鋼球形粉末，粒度為15-300μm；
6）待粉末完全冷卻，在惰性氣體的保護(hù)下，將所收集粉末去夾雜、篩分。
所述鍛態(tài)棒料的致密度大于99%，無明顯疏松、縮孔等鑄造缺陷，直徑為50-80mm，長度為200-700mm，圓度偏差小于0.05mm，直線度偏差小于0.05mm/m，粗糙度小于1.5μm。
所述預(yù)抽真空處理包括采用各類泵體進(jìn)行抽真空，待設(shè)備真空度達(dá)到1×10-3 Pa-10×10-3 Pa時，充入高純惰性氣體作為氣氛保護(hù)，設(shè)備內(nèi)的壓力為0.1×105-3×105 Pa，氣氛氧含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)小于0.1wt%。
所述不銹鋼電極棒依靠離心力作用形成穩(wěn)定、連續(xù)的熔融液滴，金屬液滴在惰性氣體氣氛中快速冷卻形成304不銹鋼球形粉末，霧化室通過循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻。
所述步驟5）獲得的304不銹鋼球形粉末球形度為98%以上。
所述的熔鑄原料， C:0.07%～0.08%，Mn:2.00%～3.00%，P:0.045%～0.049%，S:0.03%～0.06%，Si: 0.75%～1.00%，Cr: 18.00%～20.00%，Ni:8.00%～9.00%，Cu:1.00%～1.50%，N:0.10%～0.30%，其余為Fe。
本發(fā)明的有益效果在于：
1）使用非轉(zhuǎn)移弧等離子旋轉(zhuǎn)電極工藝，整個反應(yīng)在無氧的環(huán)境下進(jìn)行，保證了所得粉末的高純凈度。
2)采用高速離心霧化技術(shù)，顯著提升304不銹鋼粉末的生產(chǎn)效率，并可以通過控制轉(zhuǎn)速實現(xiàn)粉末粒度可控，達(dá)到了具有球形度高、無高溫氧化、粒度分布均勻等優(yōu)點(diǎn)，并有效減少甚至消除衛(wèi)星粉和空心粉等缺陷，提高粉末成品率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明粉末制備裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實施例1
304不銹鋼球形粉末的制備方法，包括以下步驟：
1）按照304不銹鋼所需成分進(jìn)行配料，按質(zhì)量百分比得到熔鑄原料，Cr：19.00%，Si：1.00%，S：0.03%，C：0.08%，P:0.045%，Mn：2.00%，Ni：8.00%，其余為Fe，熔鑄原料進(jìn)行熔煉并得到不銹鋼鑄錠；通過鍛造工藝將304不銹鋼鑄錠制成組織致密度為99.0%的鍛態(tài)棒料；
2）對鍛態(tài)棒料進(jìn)行精車加工，加工后的電極棒為：直徑為75mm，長度為650mm，圓度偏差0.003mm，直線度偏差0.05mm/650mm，粗糙度0.899μm；
3）將所得電極棒置于電極棒安裝室2內(nèi)，并對霧化室1內(nèi)抽真空，待設(shè)備真空度達(dá)到1×10-3 Pa時充入惰性氣體，使腔室內(nèi)壓力為0.13MPa，氣氛中氧含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0.01wt%；
4）PREP制粉設(shè)備的等離子槍功率為110kW，等離子炬包含鎢陰極和銅陽極，電極棒不做電極，等離子體對電極棒端部進(jìn)行加熱，電極棒轉(zhuǎn)速為14000r/min，使端部均勻熔化，霧化液滴在離心力作用下從電極棒端部被甩出并形成液滴，液滴在惰性氣體環(huán)境中快速冷卻成球形顆粒，利用惰性氣體保護(hù)的粉末收集罐3進(jìn)行高氮鋼粉末的收集工作。
5）在惰性氣體保護(hù)下，對制得的304不銹鋼粉末去夾雜、篩分和包裝。
所述的304不銹鋼球形粉末平均粒度為145μm。
實施例2：
304不銹鋼球形粉末的制備方法，包括以下步驟：
1）按照304不銹鋼所需成分進(jìn)行配料，按質(zhì)量百分比，得到熔鑄原料，C:0.07%,Mn:2.00%,P:0.045%,Si:0.75%,Cr:18.00%,Ni:8.00%，其余為Fe，通過熔煉工藝得到不銹鋼鑄錠；通過鍛造，將304不銹鋼鑄錠制成組織致密的鍛態(tài)棒料；
2）將鍛態(tài)棒料經(jīng)過車床和精密數(shù)控車床的機(jī)械加工，得到符合等離子旋轉(zhuǎn)電極法要求的不銹鋼電極棒，不銹鋼電極棒的直徑為80mm，長度為700mm，圓度偏差0.01mm，直線度偏差0.025mm/700mm，粗糙度1.0μm；
3）將所得電極棒置于電極棒安裝室內(nèi)，并對霧化室內(nèi)抽真空，待設(shè)備真空度達(dá)到1.5×10-3 Pa時充入惰性氣體，使腔室內(nèi)壓力為0.15MPa，氣氛中氧含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0.08wt%；
4）啟動PREP制粉設(shè)備，利用等離子火炬加熱不銹鋼電極棒的端面，使其均勻熔化，不銹鋼電極棒轉(zhuǎn)速為30000r/min，在霧化室內(nèi)進(jìn)行離心霧化制粉；
5）通過粉末收集裝置得到超純凈304不銹鋼球形粉末，平均粒度為92μm；
6）待粉末完全冷卻，在惰性氣體的保護(hù)下，將所收集粉末去夾雜、篩分。
所述不銹鋼電極棒依靠離心力作用形成穩(wěn)定、連續(xù)的熔融液滴，金屬液滴在惰性氣體氣氛中快速冷卻形成304不銹鋼球形粉末，霧化室通過循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻。
所述步驟5）獲得的304不銹鋼球形粉末球形度為99.3%。
實施例3：
304不銹鋼球形粉末的制備方法，包括以下步驟：
1）按照304不銹鋼所需成分進(jìn)行配料，按質(zhì)量百分比，得到熔鑄原料，C:0.08%,Mn:2.00%,P:0.045%,S:0.03%,Si:1.00%,Cr:20.00%,Ni:8.00%,Cu:1.00%,N:0.10%，其余為Fe，通過熔煉工藝得到不銹鋼鑄錠；通過鍛造，將304不銹鋼鑄錠制成組織致密的鍛態(tài)棒料；
2）將鍛態(tài)棒料經(jīng)過車床和精密數(shù)控車床的機(jī)械加工，得到符合等離子旋轉(zhuǎn)電極法要求的不銹鋼電極棒，不銹鋼電極棒的直徑為50mm，長度為200mm，圓度偏差0.05mm，直線度偏差0.1mm/200mm，粗糙度0.8μm；
3）將所得電極棒置于電極棒安裝室內(nèi)，并對霧化室內(nèi)抽真空，待設(shè)備真空度達(dá)到1.8×10-3 Pa時充入惰性氣體，使腔室內(nèi)壓力為0.10MPa，氣氛中氧含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)0.09wt%；
4）啟動PREP制粉設(shè)備，利用等離子火炬加熱不銹鋼電極棒的端面，使其均勻熔化，不銹鋼電極棒轉(zhuǎn)速為10000r/min，在霧化室內(nèi)進(jìn)行離心霧化制粉；
5）通過粉末收集裝置得到超純凈304不銹鋼球形粉末，平均粒度為183μm；
6）待粉末完全冷卻，在惰性氣體的保護(hù)下，將所收集粉末去夾雜、篩分。
所述鍛態(tài)棒料的致密度大于99%，無明顯疏松、縮孔等鑄造缺陷；
所述不銹鋼電極棒依靠離心力作用形成穩(wěn)定、連續(xù)的熔融液滴，金屬液滴在惰性氣體氣氛中快速冷卻形成304不銹鋼球形粉末，霧化室通過循環(huán)冷卻水進(jìn)行冷卻。
所述步驟5）獲得的304不銹鋼球形粉末球形度為99%。
圖1是本發(fā)明等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法制粉的設(shè)備示意圖。
其中部件1是高純惰性氣體霧化室，部件2是電極棒安裝室，部件3是粉末收集裝置，部件4是等離子火炬，部件5是電極棒進(jìn)給系統(tǒng)。