[发明专利]一种抗氧化镍基高温合金粉末及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗氧化镍基高温合金粉末及其制备方法，按照比例取Ni、Cr、W等合金元素，将合金先放入真空感应炉中熔炼，再置于真空自耗炉中重熔，得到母合金锭，将母合金锭制成电极棒；将电极棒放入等离子旋转电极制粉机中，使用等离子枪熔化电极棒端部，得到球形粉末；将球形粉末通过超声振动筛进行筛分；再对球形粉末进行静电分离，去除球形粉末中的非金属杂质，得到纯净的合金粉末。本发明通过采用Nb元素替代一部分W元素，降低了W元素含量，减弱了W的碳氧化物形成倾向，使合金中W的碳氧化物含量明显减少。

技术领域

本发明属于高温合金技术领域，涉及一种抗氧化镍基高温合金粉末，还涉及一种抗氧化镍基高温合金粉末的制备方法。

背景技术

镍基合金具有优异的综合性能，最高使用温度可达1100℃，可广泛应用于制造燃气涡轮发动机燃烧室、高速飞行器热端部件、高温气冷反应堆热交换管以及化工领域中耐腐蚀部件等。

美国Haynes公司开发的Haynes230合金是一种综合性能优良的Ni-20Cr-18W-X合金，由于该合金难熔金属W含量过高，合金中存在大量高熔点的W的碳氧化物，在离心雾化制粉过程中，这些碳氧化物无法熔化，以夹杂物的形式存在于粉末中，严重影响粉末使用性能，导致粉末成型制件高温持久、疲劳性能显著下降，影响其使用寿命。因此，需要在合金中减少W的碳氧化物形成，并在粉末后处理过程中有效去除这类夹杂物，获得低夹杂含量的抗氧化镍基合金粉末，提供可靠的原材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗氧化镍基高温合金粉末，解决了现有技术中存在的制备的镍基合金粉末碳氧化物含量高的问题。

本发明的另一目的是提供一种抗氧化镍基高温合金粉末的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种抗氧化镍基高温合金粉末，按照质量百分比，由以下组分组成：

Ni为58～64％，Cr为19～21％，W为13～15％，Mo为0.5～1.5％，Nb为3.5～4.5％，上述组分质量百分比之和为100％。

本发明所采用的另一技术方案是，一种抗氧化镍基高温合金粉末的制备方法，具体按照以下步骤进行：

步骤1，按照比例取Ni、Cr、W等合金元素，备用；

步骤2，将步骤1中的合金先放入真空感应炉中熔炼，再置于真空自耗炉中重熔，得到母合金锭。

步骤3，将母合金锭放入高温箱式电阻炉中，进行热处理，使其成分均匀化，再随炉冷却至室温，将冷却后的母合金锭通过机加工制成电极棒；

步骤4，将电极棒放入等离子旋转电极制粉机中，抽真空充入惰性气体，使用等离子枪对电极棒进行预热，预热完成后，调节电极棒的转速，使电极棒高速旋转，并使用等离子枪熔化电极棒端部，得到球形粉末。

步骤5，将步骤4中得到的球形粉末通过超声振动筛进行筛分；

步骤6，将步骤5中得到的球形粉末进行静电分离，去除球形粉末中的非金属杂质，得到纯净的合金粉末。

步骤2中，母合金锭的直径为80～90mm，并切除母合金锭头部缩孔的缺陷。

步骤3中，热处理温度为1210～1250℃，热处理时间为12～20h，电机棒直径为75～80mm，电极棒长度650～680mm。

步骤4中，对电极棒进行预热时，等离子枪的功率为30～35KW，对电极棒进行熔化时，等离子枪的功率为65～75KW，等离子枪距电极棒端面的距离为25～30mm。

步骤4中，电极棒转速为16000～18000r/min。

步骤4中，预热温度为850～950℃，充入的惰性气体为氩气。