[发明专利]一种弥散强化铁基合金粉的制备方法

说明书

本发明涉及一种弥散强化铁基合金粉的制备方法，包括：1)取工业纯铁和中间合金配制铁基合金原料；2)在真空炉内加热熔化铁基合金原料；3)将步骤2)所得的铁基合金熔体导入雾化包进行雾化；雾化的同时以氩气为载体向铁基合金的液滴内喷入氧化物粉剂；4)雾化制粉过程结束后，将所得雾化粉末进行筛分，得到粒径＜75μm的弥散强化铁基合金粉弥散强化铁基合金粉，封装保存。本发明在雾化制备铁基合金粉时，利用氩气为载体将超细氧化物粉末射入铁基合金的液滴内，最终凝固后形成包含弥散氧化物的铁基合金粉；制备方法简单、成本低廉，易于实现规模化生产。

技术领域

本发明涉及合金粉末制备技术领域，尤其涉及一种弥散强化铁基合金粉的制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，各种高温机械、航空工业、原子能工业对耐热材料的高温强度与耐磨性能的要求越来越高。氧化物弥散强化合金具有优异的高温性能，近来倍受冶金行业关注和重视。氧化物弥散强化是通过在金属基体中引入稳定、均匀、细小的氧化物粒子。通过钉扎位错，阻碍位错的移动，从而对材料进行强化，可使弥散强化材料在接近熔点附近仍然具有很高的强度、耐磨性能。

金属材料中能够产生强化效果的粒子，必须具备如下特征：粒子必须具有较高的熔点，保证在高温条件下不发生分解反应；粒子颗粒必须细小；粒子在基体中保证均匀分布。由于氧化物通常比较稳定，高温不易分解，如能将超细氧化物弥散分布于铁基粉末中，必然会带来显著效果。

目前，在制备铁基氧化物弥散材料主要采用机械合金化和化学浸润法。

申请号为CN201010148696.4的中国专利公开了“一种采用高能球磨制备氧化铝弥散强化铁预合金粉末的方法”，采用Fe₂O₃粉末与弥散相氧化物粉末为原料，把混合粉末放入行星式高能球磨机中球磨，然后将球磨好的粉末在氢气流中还原，由于Fe₂O₃能被氢气还原而弥散相氧化物不能被还原，因此最后得到氧化物弥散强化铁基预合金粉末。这种方法存在成本高，易引入杂质，生产周期长等缺点，难以实现大规模化工业生产。

申请号为CN200510063104.8的中国专利公开了“一种用化学浸润法制造氧化物弥散强化铁素体型合金的方法”，该方法用Y(NO₃)₃·6H₂O溶液浸润预合金粉，使得制备的Y₂O₃在合金粉中的质量分数为0.2％-0.5％。然后经过氢气气氛保护加热使Y(NO₃)₃·6H₂O分解为Y₂O₃，从而得到Y₂O₃弥散强化合金。该方法在浸润的过程中，弥散相的颗粒大小和均匀效果受浸润时所用的溶液量的影响；溶液过少则浸润不透，导致弥散相不均匀，溶液过多则会使弥散相偏聚，导致大颗粒的产生。

综上所述，现有技术无法实现低成本、规模化生产强化铁基合金粉，因此，开发一种低成本、易于实现规模化生产的铁基氧化物弥散强化材料的制备工艺具有重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种弥散强化铁基合金粉的制备方法，在雾化制备铁基合金粉时，利用氩气为载体将超细氧化物粉末射入铁基合金液滴内，最终凝固后形成包含弥散氧化物的铁基合金粉；制备方法简单、成本低廉，易于实现规模化生产。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种弥散强化铁基合金粉的制备方法，包括如下步骤：

1)按照弥散强化铁基合金粉的成分要求，取工业纯铁和中间合金配制铁基合金原料，工业纯铁中铁的质量百分含量≥99％；