[发明专利]球形铁基碳化钒钛金属陶瓷粉末的制备方法

说明书

本发明属于合金粉末制备技术领域，具体涉及球形铁基碳化钒钛金属陶瓷粉末的制备方法。本发明解决上述技术问题采用的技术方案在于提供了球形铁基碳化钒钛金属陶瓷粉末的制备方法。该方法是：a、将TiOsubgt;2/subgt;、Vsubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;和石墨混合均匀后，压制成压块；b、将压块置于反应器内，反应器内先抽真空，再通入惰性气体，升温，进行碳热还原反应，得到碳化钛钒固溶粉体；c、将碳化钛钒固溶粉体与铁锭混合置于熔炼容器内，熔炼至熔融的混合液体，经气体雾化制粉，得球形铁基碳化钒钛金属陶瓷粉末。本发明方法制备的产品受污染风险小，能够降低产品中的氧含量，产品中氧含量为0.019％～0.033％，适合规模化生产高品质的球形铁基碳化钒钛粉末。

技术领域

本发明属于合金粉末制备技术领域，具体涉及球形铁基碳化钒钛金属陶瓷粉末的制备方法。

背景技术

铁基碳化钒钛金属球形陶瓷粉末在高温下具有高强度、高硬度、高耐磨等优良性能，可用作航空、宇航和军事工业领域的航天航空、电子、汽车、先进武器的注射成型。目前气雾化法制备的铁基碳化钒钛金属陶瓷粉末成分与设计成分偏差大、组分难熔，从而导致铁基碳化钒钛零件的合金成分不均匀、组织不稳定、成形困难。

目前，球形铁基碳化钒钛粉末的生产方法主要为惰性气体雾化法，惰性气体雾化法是将铁锭、TiO₂、V₂O₅粉末熔融后通入惰性气体雾化冷却，最终凝固形成粉末，现有的惰性气体雾化法直接将三种原料进行混合熔炼，熔炼温度高，由于Ti-V-Fe体系反应复杂使得最终粉末的成分可控性不好，在高温反应时成分中脱氧不充分，球形粉的含氧量较高，并对3D打印成形后的产品质量造成影响，如增加打印件内部的气孔等，这就大大限制了铁基碳化钒钛球形粉末在增材制造领域的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种球形铁基碳化钒钛金属陶瓷粉末的制备方法，使制备的产品粉末成分可控、含氧量低。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案在于提供了球形铁基碳化钒钛金属陶瓷粉末的制备方法。该方法包括如下步骤：

a、将TiO₂、V₂O₅和石墨混合均匀后，压制成压块；

b、将压块置于反应器内，反应器内先抽真空，再通入惰性气体，升温，进行碳热还原反应，得到碳化钛钒固溶粉体；

c、将碳化钛钒固溶粉体与铁锭混合置于熔炼容器内，熔炼至熔融的混合液体，经气体雾化制粉，得球形铁基碳化钒钛金属陶瓷粉末。

其中，上述球形铁基碳化钒钛金属陶瓷粉末的制备方法中，步骤a中，TiO₂、V₂O₅和石墨均为粉末状。

进一步地，步骤a中，TiO₂、V₂O₅和石墨按质量比2～3:1～3:1～2混合。

进一步地，步骤a中，所述压块的密度为3.00～4.00g/cm³。

进一步地，所述压块为25mm×8mm×7.5mm的长方形块体。

其中，上述球形铁基碳化钒钛金属陶瓷粉末的制备方法中，其特征在于：步骤b中，所述碳热还原反应的温度为1300～1500℃；时间为120～240min。

进一步地，步骤b中，所述惰性气体为氩气。