制备高氮钢的粉末冶金技术主要有哪些

网站编辑:嘉兴精科科技有限公司 │ 发布时间:2021-10-08 

制备高氮钢的粉末冶金技术主要有:(1)钢水渗氮后雾化,如高压气体雾化和离心雾化;(2)钢水雾化过程中的渗氮,如:等离子旋转电极熔化-离心雾化法;(3)在流化床反应器或回转炉中进行固体渗氮、渗氮和机械合金化。

粉末冶金

高压气体雾化。该方法适用于工业用高氮钢粉的生产。首先在氮气气氛中进行高压熔炼,增加熔体的氮含量,然后用高压氮气作为雾化气体,将熔体雾化成粉末。快速凝固可以保证在淬火过程中熔融金属中的氮不会析出,同时可以使钢粉中的氮含量较高。目前,采用高压气体雾化工艺生产的高氮钢中氮的质量分数可大于1%。

离心雾化。在氮气氛中冶炼的铁合金也可以通过离心雾化制成粉末。让熔融金属以涓涓细流的形式冲向旋转盘,在离心力的作用下,涓流会破碎成液滴。使用液氮作为淬火液可以显着提高粉末制品的质量,防止氮化物析出,但对制品的含氮量没有影响。

等离子旋转电极熔融-离心雾化法。这种方法结合了等离子法和粉末冶金的优点。用作电极的快速旋转钢棒(原材料)的端面在氩/氮等离子弧中熔化,钢棒前端形成熔膜,在离心力的作用下被压碎小的球形金属液滴。

固体粉末氮化。氮在铬含量较高的奥氏体相中的溶解度远高于在液相中的溶解度。因此,固体粉末渗氮可避免一般铸造和高氮钢生产中氮含量不均、气孔形成等缺陷。由于大多数金属粉末的直径很小,一般在 10 到 250 微米之间,氮通过间隙扩散以足够高的速率扩散到粉末中心。固态粉末氮化可以避免高压液相氮化带来的一些缺点,同时可以在较低的压力和较低的温度下完成氮化。固体粉末的氮化需要氨、尿素等形成氮势较高的气氛;另一方面,渗氮过程可以在流化床中进行。