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23co14ni12cr3moe
23co14ni12cr3moe/A100钢是由C、Cr、Mo强化的Fe-Co-Ni系合金,合金化元素高达30%,且该钢采用真空熔炼加真空自耗重熔的双真空熔炼工艺,材料制造成本较高。目前起落架外筒及活塞杆等筒状构件,均采用传统锻造配合机加工的制造方法,而筒内实心的构件则在整体模锻件的基础上进行深膛切削去除。传统的起落架制造方法存在制造难度高、周期长,材料利用率低等缺点,无法飞机型号快速试制的要求。
为克服上述现有技术的不足,本发明的目的是提供一种二次硬化高强度A100合金钢粉末制备方法,
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种二次硬化高强度A100合金钢粉末制备方法,包括以下步骤:
步骤1,A100母合金棒的熔炼,合金成分按照AMS6532(A)进行合金配比:按质量分数计,铁余量,碳0.21~0.25,铬2.9~3.3,镍11~12,钴13~14,钼1.1~1.3,锰≤0.1,钛≤0.015,铝≤0.015,硅≤0.1,磷≤0.008,硫≤0.005,氧≤0.002,氮≤0.0015,磷+硫≤0.01;
步骤2,将A100合金母合金棒坯进行机加,加工后电极棒直径为20-100mm,长度为100-1000mm,电极棒直线度偏差控制在≤0.2mm/m,获得A100合金电极棒;
步骤3,将A100合金电极棒置于惰性气体密闭反应室内并高速旋转,采用等离子枪加热电极棒端部,使其融化;
步骤4,步骤3的A100合金电极棒熔融金属雾化后在离心力作用下飞出,形成细小液滴,液滴在保护气体中快冷后形成球形颗粒,落入雾化室底部收集容器内,得到A100合金球形粉末。
所述的A100合金球形粉末比表面积低,仅有0.01~0.08m2/g。
步骤4所述的A100合金球形粉末球形度大于95%。
所述的电极棒的转速为5000~35000rpm。
所述的惰性气体为氦气或氩气或二者的混合气体。
本发明的有益效果是:
与现有技术相比,本发明A100合金球形粉末的制备方法,通过高速旋转离心雾化的方法制备A100合金球形粉末,大限度地减少合金成分偏析,消除组织粗大及不均匀组织。同时可实现近净成形和自动化批量生产,有效降低金属的损耗。因其生产过程中不与坩埚和脱氧剂等混合,不怕混入杂质,所以制取成粉末具有高纯度,球形度良好,低价杂物含量等性能指标,保证了材料成分配比的正确性和均匀性。
采用PREP制粉工艺可以制备球形度很高的A100合金钢粉末,粉末中无卫星粉。现有技术A100合金钢粉末比表面积大于0.1 m2/g。因此,采用本方法制备高球形度的A100粉末。采用PREP法制备A100合金钢粉末具有良好的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1
一种二次硬化高强度A100合金钢粉末制备方法,包括以下步骤:
步骤1,A100母合金棒的熔炼;合金成分按照AMS6532(A)进行合金配比;
步骤2,将A100合金母合金棒坯进行机加,加工后电极棒直径为90mm,长度为1000mm,电极棒直线度偏差控制在0.1mm/m;
步骤3,将A100合金电极棒置于含氦气的密闭反应室内并高速旋转,采用等离子枪加热电极棒端部,使其融化;
步骤4,步骤3的电极棒熔融金属雾化后在离心力的作用下飞出,形成细小液滴,液滴在He气体中快冷后形成球形颗粒,落入雾化室底部收集容器内,得到A100合金球形粉末;
所述的电极棒的转速为5000rpm,测试粉末球形度为96%。
实施例2
一种二次硬化高强度A100合金钢粉末制备方法,包括以下步骤:
步骤1,A100母合金棒的熔炼;合金成分按照AMS6532(A)进行合金配比;
步骤2,将A100合金母合金棒坯进行机加,加工后电极棒直径为50mm,长度为600mm,电极棒直线度偏差控制在0.02mm/m;
步骤3,将A100合金电极棒置于惰性气体含氩气的密闭反应室内并高速旋转,采用等离子枪加热电极棒端部,使其融化;
步骤4,步骤3的电极棒熔融金属雾化后在离心力作用下飞出,形成细小液滴,液滴在He+Ar气体中快冷后形成球形颗粒,落入雾化室底部收集容器内,得到A100合金球形粉末;
所述的电极棒的转速为35000rpm,测试粉末球形度为96%。
实施例3
一种二次硬化高强度A100合金钢粉末制备方法,包括以下步骤:
步骤1,A100母合金棒的熔炼;合金成分按照AMS6532(A)进行合金配比;
步骤2,将A100合金母合金棒坯进行机加,加工后电极棒直径为20mm,长度为100mm,电极棒直线度偏差控制在0.02mm/m;
步骤3,将A100合金电极棒置于惰性气体氩气的密闭反应室内并高速旋转,采用等离子枪加热电极棒端部,使其融化;
步骤4,步骤3的电极棒熔融金属雾化后在离心力作用下飞出,形成细小液滴,液滴在Ar气体中快冷后形成球形颗粒,落入雾化室底部收集容器内,得到A100合金球形粉末;
所述的电极棒的转速为22000rpm,测试粉末球形度为98%。
实施例4
一种二次硬化高强度A100合金粉末制备方法,包括以下步骤:
步骤1,A100母合金棒的熔炼,合金成分按照AMS6532(A)进行合金配比:按质量分数计,铁(Fe)余量,碳(C)0.21~0.25,铬(Cr)2.9~3.3,镍(Ni)11~12,钴(Co)13~14,钼(Mo)1.1~1.3,锰(Mn)≤0.1,钛(Ti)≤0.015,铝(Al)≤0.015,硅(Si)≤0.1,磷(P)≤0.008,硫(S)≤0.005,氧(O)≤0.002,氮(N)≤0.0015,磷+硫(P+S)≤0.01;
步骤2,将A100合金母合金棒坯进行机加,加工后电极棒直径为100mm,长度为1000mm,电极棒直线度偏差控制在0.2mm/m,获得A100合金电极棒;
步骤3,将A100合金电极棒置于含氦气的密闭反应室内并高速旋转,采用等离子枪加热电极棒端部,使其融化;
步骤4,步骤3的A100合金电极棒熔融金属雾化后在离心力的作用下飞出,形成细小液滴,液滴在He气体中快冷后形成球形颗粒,落入雾化室底部收集容器内,得到A100合金球形粉末;
所述的电极棒的转速为8000rpm,测试粉末球形度为97%。
实施例5
一种二次硬化高强度A100合金粉末制备方法,包括以下步骤:
步骤1,A100母合金棒的熔炼;合金成分按照AMS6532(A)进行合金配比:铁(Fe)余量,碳(C)0.21~0.25,铬(Cr)2.9~3.3,镍(Ni)11~12,钴(Co)13~14,钼(Mo)1.1~1.3,锰(Mn)≤0.1,钛(Ti)≤0.015,铝(Al)≤0.015,硅(Si)≤0.1,磷(P)≤0.008,硫(S)≤0.005,氧(O)≤0.002,氮(N)≤0.0015,磷+硫(P+S)≤0.01;
步骤2,将A100合金母合金棒坯进行机加,加工后电极棒直径为50mm,长度为600mm,电极棒直线度偏差控制在0.03mm/m,获得A100合金电极棒;
步骤3,将A100合金电极棒置于惰性气体含氩气的密闭反应室内并高速旋转,采用等离子枪加热电极棒端部,使其融化;
步骤4,步骤3的A100合金电极棒熔融金属雾化后在离心力作用下飞出,形成细小液滴,液滴在He+Ar气体中快冷后形成球形颗粒,落入雾化室底部收集容器内,得到A100合金球形粉末;
所述的电极棒的转速为35000rpm,测试粉末球形度为98%。
实施例6
一种二次硬化高强度A100合金粉末制备方法,包括以下步骤:
步骤1,A100母合金棒的熔炼;合金成分按照AMS6532(A)进行合金配比;
步骤2,将A100合金母合金棒坯进行机加,加工后电极棒直径为90mm,长度为100mm,电极棒直线度偏差控制在0.01mm/m,获得A100合金电极棒;
步骤3,将A100合金电极棒置于惰性气体氩气的密闭反应室内并高速旋转,采用等离子枪加热电极棒端部,使其融化;
步骤4,步骤3的A100合金电极棒熔融金属雾化后在离心力作用下飞出,形成细小液滴,液滴在Ar气体中快冷后形成球形颗粒,落入雾化室底部收集容器内,得到A100合金球形粉末;
所述的电极棒的转速为21000rpm,测试粉末球形度为97%。
随着增材制造技术的迅猛发展,以电弧+丝材的熔丝沉积成形为代表的增材制造技术越来越多的应用于航空构件。相比于传统的减法式制造,电弧+丝材增材制造这种新兴的加工制造方法能实现金属件的高效、近净成形,前期无需模具投入、可突破尺寸规格限制,制备小批量且复杂几何形状的构件,具有材料利用率高、制备周期短、快速响应等优点。目前国内相关技术团队已着手开展采用电弧+丝材增材制造的方法制备A100钢构件的课题研究,但增材制造A100超高强钢丝材目前处于市场空白,亟需开发一种增材制造A100超高强钢丝。
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