[发明专利]一种耐磨不锈钢粉末及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种耐磨不锈钢粉末及其制备方法与应用，耐磨不锈钢粉末的化学成分按重量百分比计为C：0.04％～0.08％，Si：0.20％～0.40％，Mn：0.25％～0.45％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr：12％～14％，Al：1.8％～2.5％，B：0.15％～0.35％，Ni：1.5％～2.5％，T.O：0.005％～0.010％，其余为铁及不可避免的杂质。本发明所述耐磨不锈钢粉末通过增加钢中硼、铝的含量，降低价格昂贵的镍、钼、铌、钒、钨等合金的含量，有效减少贵重合金加入量，降低生产成本，耐磨不锈钢粉末可用于3D打印及制备耐磨不锈钢产品，产品耐磨性高、使用寿命长。

技术领域

本发明涉及粉末材料制备技术领域，尤其涉及一种耐磨不锈钢粉末及其制备方法与应用。

背景技术

3D打印机技术是一种累积制造技术及快速成形技术，它以数字模型文件为基础，运用特殊的蜡格、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。

申请号为202010226803.4的中国专利申请公开了“一种3D打印高耐磨不锈钢材料、制备方法及其应用”，所述3D打印高耐磨不锈钢材料包括以质量百分比计的铬元素10.0-14.0％，镍元素6.0-9.0％，钼元素1.0-3.0％，铝元素0.5-1.5％，硅元素0-0.5％，锰元素0-0.5％，铌元素0-1.0％，钒元素0-0.5％，钛元素0-1.0％，氮元素0-0.08％，碳元素0.1-0.3％，其余为铁元素。其采用真空熔炼气雾化法将所有原料混合制成3D打印不锈钢金属粉末，即3D打印高耐磨不锈钢材料。材料耐磨性好，耐腐蚀性好、硬度高，在3D打印成型过程中材料变形小、无开裂。但其需要在钢中加入大量的贵金属如镍、钼、铌、钒等，存在化学成分复杂，原材料成本高的问题。

申请号201810734785.3的中国专利申请公开了“一种增强体增强316L不锈钢粉末冶金零件”，采用316L气雾化不锈钢粉末、WC粉末、TiC粉末、NbC粉末、A1₂O₃粉末、SiN4粉末为原料，经过配料、球磨、干燥、制粒、成形、球磨、压制、烧结工艺制备具有优异力学性能的增强体增强316L不锈钢粉末冶金零件。所制得的增强体增强316L不锈钢粉末冶金零件，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。但其在奥氏体不锈钢中加入了大量的贵金属如钨、铌等，原材料成本高。同时还需要将不锈钢粉末与多种粉末进行混合，难以保证成分均匀，其工艺也过于复杂。

总之，现有的耐磨不锈钢普遍在钢中加入大量的贵金属(如镍、钼、铌、钒等)，存在成分复杂、原材料成本高的问题。同时需要将不锈钢粉末与多种粉末进行混合，难以保证成分均匀，并导致工艺过于复杂。因此，急需研发一种成分简单、均匀，成本较低，工艺简单，安全可靠，甚至对产品的质量有所提升的耐磨不锈钢及其制备方法。

发明内容

本发明提供了一种耐磨不锈钢粉末及其制备方法与应用，采用化学成分与工艺相配合的方式制备耐磨不锈钢粉末，通过增加钢中硼、铝的含量，降低价格昂贵的镍、钼、铌、钒、钨等合金的含量，有效减少贵重合金加入量，节省资源，降低生产成本，且生产工艺简单，安全可靠，耐磨不锈钢粉末可用于3D打印及制备耐磨不锈钢产品，产品耐磨性高、使用寿命长。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种耐磨不锈钢粉末，化学成分按重量百分比计为C：0.04％～0.08％，Si：0.20％～0.40％，Mn：0.25％～0.45％，P≤0.015％，S≤0.010％，Cr：12％～14％，Al：1.8％～2.5％，B：0.15％～0.35％，Ni：1.5％～2.5％，T.O：0.005％～0.010％，其余为铁及不可避免的杂质。

一种耐磨不锈钢粉末的制备方法，包括如下步骤：

(1)电炉冶炼：