[发明专利]一种高钨含量镍基合金粉末的制备方法

说明书

本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其是涉及一种高钨含量镍基合金粉末的制备方法。本方法采用真空感应熔炼技术和紧耦合气雾化技术，制备高钨含量镍基合金粉末。与现有技术相比，本发明有效解决了传统高钨镍基合金粉末制备中存在的配料难熔、成分偏析、棒料高成本的弊端，且制备的高钨含量镍基合金粉末具有成分稳定、球形度高、含氧量低、杂质含量低、生产成本低等综合优点。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，尤其是涉及一种高钨含量镍基合金粉末的制备方法。

背景技术

粉末冶金是制取金属粉末或用金属粉末(或金属粉末与非金属粉末的混合物)作为原料，经过成形和烧结，制取金属材料、复合材料以及各种类型制品的工业技术。粉末冶金技术已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域，成为新材料科学中最具发展活力的分支之一。粉末冶金技术具备显著节能、省材、性能优异、产品精度高且稳定性好等一系列优点，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造方法和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。

真空感应熔炼(Vacuum induction melting，简称VIM)是一种在真空条件下利用电磁感应加热原理来熔炼金属的金属工艺制程。在电磁感应过程中会产生涡电流，使金属熔化。此制程可用来提高合金的纯度、降低合金的氧含量。

目前合金粉末制备方法的主要是气雾化法。气雾化法的基本原理是用高速气流将液态金属流破碎成小液滴并快速凝固形成粉末，由于气雾化法制备的粉末具有纯净度高、氧含量低、粉末粒度可控、生产成本低以及球形度高等优点，已成为高性能及特种合金粉末制备技术的主要发展方向。

中国专利CN101497953A公开了一种用于瞬态液相连接镍基单晶高温合金的中间层合金及其制备方法，主要用于镍基单晶高温合金的瞬态液相连接。该中间层合金含Ni、Cr、Co、W、Mo、Ta、B等元素，采用真空感应炉中熔炼母合金；采用超声气体雾化法制备成镍基合金粉。该专利中硼元素是作为降熔点元素加入中间层合金的，以使合金获得合适的熔化温度。该专利中，中间层合金的钨含量在5～7wt％，钨含量较低，该专利的中间层合金制备方式为先配料混合熔化，浇注成锭子，然后再将锭子作为母合金进行超声雾化，是一种传统的镍基合金粉的制备方法，该专利并不涉及加料及熔炼的具体方法，同时该专利并没有考虑合金成分的稳定性与均一性问题。

中国专利CN110640151A提供了一种镍基合金，包括：18.0wt％～23.5wt％的钴；10wt％～15wt％的铬；2.5wt％～3.5wt％的铝；2.0wt％～4.0wt％的钛；0.1wt％～2.0wt％的铌；1.0wt％～3.0wt％的钽；0wt％～2.5wt％的钨；4wt％～5.5wt％的钼；0.03wt％～0.1wt％的锆；0wt％～1.0wt％的铪；0.01wt％～0.1wt％的碳；0.01wt％～0.1wt％的硼；余量的镍。该专利涉及含有钨的镍基合金粉末的制备方法，采用的同样是气雾化方法，该专利中同样的钨含量较低，是一种传统的镍基合金粉的制备方法，该专利并不涉及加料及熔炼的具体方法，同时该专利并没有考虑合金成分的稳定性与均一性问题。

中国专利CN106735273A公开了一种选区激光熔化成形用Inconel718镍基合金粉末及其制备方法。采用真空电极感应熔化气雾化技术，并结合高压雾化器来制备金属粉末，然后采用超声振动筛分和气流分级的方法，将不同粒度的金属粉末按照一定比例进行混合，得到粒径均匀的选区激光熔化用Inconel718镍基合金粉末。合金成分比例为：Ni：≥50％，Cr：17～21％，Mo：2.8～3.3％，Al：0.2～0.8％，Ti：0.65～1.15％，Nb：4.75～5.5％，C：≤0.08％，Mn：≤0.35％，Si：≤0.35％，Cu：≤0.3％，Co：≤1.0％，B：≤0.006％，P：≤0.01％，S：≤0.01％。该专利采用的是旋转电极气雾化制粉技术，原料是常见的In718合金，镍基合金粉末中并无钨元素；该制粉方法不需要坩埚、漏包，而是将单根母合金棒进行加工，然后挂在真空室内，对棒料底部进行加热熔化，熔化的液滴滴入喷盘内雾化成粉，是一种传统的制备工艺。