导流管参数对真空紧耦合气雾化法制备Fe-Cr合金粉末的影响

采用真空紧耦合气雾化法制备Fe–Cr合金粉末,研究了导流管直径与导流管伸出长度对Fe–Cr合金粉末粒度分布、收得率、中位粒径(D_(50))的影响。结果表明,在其他工艺参数不变的情况下,当导流管直径从4.5 mm增大到6.0 mm时,Fe–Cr合金粉末累积粒度分布曲线右移,中位粒径增大,细粉收得率减小,粉末流动性减小,松装密度减小;当导流管伸出长度由2.0 mm增加到2.5 mm时,Fe–Cr合金粉末累积粒度分布曲线左移,中位粒径减小,细粉收得率增加,粉末流动性增加,松装密度升高。综上所述,雾化压力3.8 MPa,过热度250℃,导流管直径4.5 mm,导流管伸出长度2.5 mm,制备得到的Fe–Cr合金粉末综合性能最优。

“一种钛及钛合金球形粉末的真空感应熔炼气雾化制备方法”发明专利

申请号：CN201510633212．8申请日：2015—09—29公开（公告）日：2015—12—09公开（公告）号：CN105127436A申请（专利权）人：西北有色金属研究院 摘要：本发明提供了一种钛及钛合金球形粉末的真空感应熔炼气雾化制备方法，包括以下步骤：①将陶瓷粉末和无水乙醇按质量比混合均匀，得到防碳化涂料，然后将防碳化涂料均匀涂覆于石墨导流管内壁上部，干燥后得到防碳化涂层。

电极感应熔炼气雾化法制备粉末冶金增材制造原材料金属粉末的研究综述

电极感应熔炼气雾化(Electrode induction melting gas atomization,EIGA)是一种制备超洁净无夹杂物金属粉末的先进制粉技术,由于其工艺过程中不使用耐火材料并且所制备粉体具有粒径小、球形度高、无夹杂物等特点,目前已成为大规模制备粉末冶金增材制造用超洁净金属粉末的重要方法。但国内对于EIGA技术引进较晚,对其工艺设计研究还未达到德国等先进国家的水平,因此,本文综述了自1991年德国ALD公司申请专利30年以来EIGA技术的发展及工艺研究现状,对EIGA技术的优点进行了汇总,归纳了EIGA技术的机理研究脉络与技术要点,并通过纵观气雾化制粉的发展历程对EIGA技术的未来发展做了展望,为粉末冶金和增材制造原材料粉末的制备提供了参考。

电极感应气雾化法制备新型高硬度马氏体铁基合金粉末

利用正交试验研究了电极感应气雾化(electrode induction gas atomization,EIGA)制粉工艺参数(雾化压力、雾化气体温度和熔炼功率)对新型高硬度马氏体铁基合金粉末粒径分布、粉末流动性和收得率的影响规律。结果表明,粉末粒径分布及其特征主要取决于雾化压力,粉末流动性及收得率主要受雾化压力及雾化气体温度的影响。当制粉工艺参数为雾化压力1.5 MPa、熔炼功率15 kW、雾化气体温度40℃时,所得粉末的收得率最高,粒径大小在53~180μm之间的粉末质量占比高达68.24%,兼具较好的粉末流动性及粉末粒度分布标准偏差,粉末形貌最佳。

雾化压力对电极感应熔炼气雾化TC4粉末形貌与性能的影响

采用电极感应熔炼气雾化工艺,在3.5~7.0 MPa压力下制备高品质球形TC4合金粉末,利用激光粒度仪、扫描电镜、霍尔流速计、真实密度仪等,研究雾化压力对粒度<53μm的细粉收得率、平均粒径、微观形貌、空心粉以及松装密度和流动性的影响。结果表明:在3.5~6.0 MPa压力范围内,随雾化压力增大,粉末的平均粒径逐渐减小,细粉收得率增加。当雾化压力为3.5 MPa时,粉末球形度较好,卫星球较少,平均粒径为69.4μm,细粉收率为23.0%,相对密度为99.1%,松装密度为2.40 g/cm^3,流动性为22.4 s/50 g。当雾化压力提高到6.0 MPa时,TC4合金粉末的平均粒径为48.6μm,细粉收得率为40.8%。进一步增大雾化压力时,粉末的平均粒径反而变大,细粉收得率降低,卫星球颗粒逐渐增多,球形度变差。粉末松装密度和流动性都随雾化压力增大而降低。

真空感应熔炼法(VIM)和真空电弧重熔法(VAR)介绍

真空感应熔炼（VIM）法,能够通过感应加热、搅拌进行温度控制,实现合金溶液成分的均匀化及合金溶液成分的精确控制,使有效率的熔化精炼成为可能.因此最适用于活性金属和包含活性金属的合金的熔炼,适用于从Al-Li合金到要求高纯度化和严格成分控制的高强度的高合金钢和高温合金、电子材料、形状记忆合金等许多金属的熔炼.一方面,由于真空感应熔炼（VIM）法使用了耐火材料,因此有必要考虑耐火材料的选择、耐火材料在熔炼过程中与合金溶液的反应及其对合金溶液的污染;另一方面,由于浇铸时采用称之为上铸法或下铸法的所谓铸锭法,有必要根据金属的种类注意其成分偏析、缩孔等浇铸缺陷.因此真空感应熔炼（VIM）法可以作为一次熔炼方法,与真空电弧熔炼法（VAR）和电子束熔炼法（EBM）等其它熔炼方法组合使用.

VID真空感应熔炼炉模块化设计

随着科技的不断进步和工业制造技术的发展,真空感应熔炼炉在航空航天、军事、医疗等特钢金属材料加工领域扮演着至关重要的角色。文章旨在探讨主流真空感应熔炼炉结构设计及特点,提出了一种新的模块化设计VID真空感应熔炼炉,介绍了传统真空感应熔炼炉结构设计及特点、VID真空感应熔炼炉模块化设计的结构和优势及模块化设计在VID真空感应熔炼炉中的应用,探讨了模块化设计如何提高熔炼炉的灵活性、效率和可靠性。

真空感应熔炼工艺在太阳能级多晶硅制备中的应用探索

为了探讨真空感应熔炼工艺在冶金物理法制备太阳能级多晶硅生产中的应用效果,利用真空熔炼设备,对硅料在不同真空度条件下进行制备试验,对比试验前后原料和成品中的P元素以及几种金属元素的化验结果可知,在冶金物理法制备太阳能级多晶硅中真空感应熔炼工艺完全可以起到降低杂质含量,提高硅晶体纯度的作用.

一种钛铝基合金球形粉末的短流程气雾化制备方法

申请号:CN202111059254.7申请日:20210910公开(公告)日:20211109公开(公告)号:CN113618073A申请(专利权)人:西北有色金属研究院摘要:公开了一种钛铝基合金球形粉末的短流程气雾化制备方法,包括以下步骤:(1)将海绵钛、铝豆、Al-60Nb中间合金混合均匀;(2)将混合料压制成棒状坯料;(3)将棒状坯料置于真空感应熔炼气体雾化制粉设备的熔炼坩埚中,加热;(4)向真空感应熔炼气体雾化制粉设备中充入氩气.

氩气雾化制备BCo51CrNiSiW合金钎料细粉的研究

采用真空感应熔炼气雾化法制备BCo51CrNiSiW合金钎料粉末,研究了喷嘴结构、雾化压力和导流管直径对细粉收得率的影响,并表征了细粉的成分、微观形貌、组织和熔化温度范围。结果表明,在使用自由落体式喷嘴、雾化压力为3.5 MPa和导流管直径为4 mm的工艺条件下,所制备的合金粉末具有最高的细粉收得率;细粉的粒径大小在(13~75)μm之间,并且成分合格,主要为Co相,球形度和分散性好,内部组织以树枝晶为主;熔化温度在(1073.39~1112.58)℃之间,可作为钴基高温合金钎料。

纯镍熔炼工艺方法

纯镍因具有优良的耐腐蚀性、可加工性、电磁学性等而广泛用于化工、海洋装备、核能、蓄电池等行业。文章介绍了纯镍熔炼的主要工艺方法:真空感应熔炼、真空感应加真空自耗双真空熔炼、真空感应熔炼加电渣熔炼双联法、电子束炉熔炼、电子束炉熔炼加真空自耗熔炼、多次真空自耗熔炼等。通过对比各种纯镍熔炼工艺所生产的铸锭质量以及各种熔炼方式所生产的铸锭的后续加工情况,探讨了纯镍不同熔炼方式的优缺点和适用性。

等离子旋转电极雾化法制备高品质Ti-6.5Al-1.4Si-2Zr-0.5Mo-2Sn合金粉末

旨在制备高品质Ti-6.5Al-1.4Si-2Zr-0.5Mo-2Sn粉末,为后续粉末高温钛合金构件的制备奠定基础。首先采用真空自耗电弧熔炼(VAR)技术制备Ti-6.5Al-1.4Si-2Zr-0.5Mo-2Sn合金铸锭,对铸锭进行化学成分检测,并分析其合金元素损耗、成分均匀性以及显微组织和物相组成。利用制得棒料,采用等离子旋转电极雾化法(PREP),选取不同转速制备得到钛合金粉末,将粉末筛分成不同粒度范围。研究了棒料转速与粉末理化性能间的关系。采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、金相显微镜(OM)分别分析了粉末的物相组成、形貌和微观组织。研究表明:通过独特的压制电极设计,可制得成分均匀、元素损耗小的钛合金铸锭,且各合金元素含量满足国标的要求。铸锭微观组织为层片状结构,基体中存在少量大小不均的Ti5Si3硅化物相。PREP法制得的钛合金粉末呈正态分布,且球形度好,无空心球和卫星球。随着转速增加,小颗粒粉末占比增加,大颗粒粉末占比大幅度降低。粉末颗粒以胞状组织为主,存在少量的枝晶。合金粉末主要由α′马氏体相组成。相比合金铸锭,粉末中各合金元素略有损耗,O元素质量分数小于0.1%,有利于制得高性能的粉末钛合金。

真空感应熔炼气雾化用大尺寸氧化锆导流管的制备及性能

以电熔氧化镁稳定氧化锆和单斜氧化锆为主要原料,碳酸镁为稳定剂,采用热压铸工艺,石蜡加入量分别为9.5%、10%和10.5%,制备了大尺寸氧化锆导流管坯体,经脱脂后分别在1650、1700和1750℃下保温7 h烧成,研究了石蜡加入量和烧成温度对大尺寸氧化锆导流管性能的影响,并与进口大尺寸氧化锆导流管进行对比。结果表明:随着烧成温度的提高,试样的致密度和常温抗折强度提高;随着石蜡加入量的增加,试样的致密度和常温抗折强度降低,热膨胀系数降低。进口导流管的致密度低于本实验导流管的致密度,热膨胀系数略低于自制导流管,1100℃抗热震性能与石蜡加入量10%、1700℃烧成的导流管相当。1700℃保温7 h、石蜡加入量10%的导流管综合性能最佳,满足一次上线服役要求。提高导流管的抗急冷冲击性能有利于导流管的重复再使用。

最新真空熔炼炉

真空加热可获得无氧化加热、脱气、高纯度化等多种效果，广泛应用于金属热处理、金属熔炼等领域。概述了真空感应熔炼炉、电子束熔炼炉、真空等离子熔炼炉、真空电弧炉等真空熔炼炉的用途与特点。重点介绍了混合动力汽车电动机与蓄电池用钕烧结磁铁与氢吸留合金制造用水冷辊式真空熔炼炉与新型急冷铸造式真空熔炼炉的设备结构、特点及其生产工艺流程。

基于CFD的EIGA导流管伸出长度的优化研究

采用CFD(computational fluid dynamics)数值模拟的方法,对电极感应熔炼气雾化(electrode induction melting gas atomization,EIGA)导流管不同伸出长度进行模拟计算,分析了导流管伸出长度对流场结构和粉末粒径的影响规律.结果表明,导流管伸出长度为0 mm时,回流区内的速度最大值为335 m/s,气体出口处的膨胀波簇明显变大,会出现反喷现象.随着导流管伸出长度的增加(1~4 mm),回流区的长度逐渐增加,且所制备的合金粉末的平均粒径先减小后增大.导流管伸出长度为2和3 mm时,抽吸压力最大,利于液滴二次破碎.导流管伸出长度为2 mm时,粉末粒径分布均表现为单峰的正态分布形态,粉末的中位粒径d50为84μm,粒径分布最均匀,粒径范围最窄.

VIGA-CC法制备球形Ti-35.8Al-18.4Nb合金粉末及其性能研究

以真空自耗电弧熔炼的Ti-35.8Al-18.4Nb(质量分数)合金铸锭为原料,采用水冷铜坩埚真空感应熔炼气雾化制粉技术(water-cooled copper crucible vacuum induction melting-gas atomizing,VIGA-CC)制备球形Ti-35.8Al-18.4Nb合金粉末,利用振动筛分法、扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)分析等手段对所制备的粉末进行性能表征。结果表明,VIGA-CC技术制备的粉末粒度分布较宽,主要分布在45~150μm之间,呈正态分布,其中粒径不高于45μm粉末收得率为15.8%,粒径不低于150μm粉末收得率为12%;粉末流动性为27.2[s·(50 g)^-1],粉末中氧质量分数的增量小于0.01×10^-6,粉末整体氧质量分数小于0.06×10^-6;TiAlNb合金粉末主要以γ(TiAl)相和α2(Ti3Al)相为主,随着粉末粒径的减小,冷却速率逐渐提高,γ(TiAl)相逐渐减少,α2(Ti3Al)相逐渐增加;大颗粒粉末表面为枝状冷凝组织,小颗粒粉末为光滑表面。

Zr-1%Nb合金熔炼铸造工艺研究

介绍了Zr-1%Nb合金的真空感应熔炼及铸造工艺。通过组合铸模设计和改变成分配比,改变精炼温度、精炼时间、浇注温度、铸模加热温度等参数,制备了用于高效慢化材料氢化锆研制中的氢化工艺所需要的Zr-1%Nb合金试件,其化学成分满足要求,Nb分布比较均匀;解决了气孔、集中缩孔太深等铸造质量问题;微观组织分析表明,氢化前后晶粒内呈平行条带状形貌特征,碳化锆呈颗粒状。

熔炼功率对EIGA制备Ti-6Al-4V合金粉末特性的影响

基于电极感应熔炼惰性气体雾化(EIGA)技术制备Ti-6Al-4V钛合金粉末,采用激光粒度仪、扫描电镜(SEM)等测试分析手段研究熔炼功率对粉末粒径分布及形貌的影响规律。结果表明:在实验参数范围内,EIGA技术制备的Ti-6Al-4V钛合金粉末,具有粒径细小、流动性好、松装密度大、球形度高等特点,适用于3D打印技术;随着熔炼功率的增大,粉末的中值粒径存在细化的趋势,但当功率增大到33 kW时,粉末中值粒径相对增大;球形度下降,并且粉末中卫星球比例也明显增大。从粉末松装密度、流动性、球形度、粒度、形貌等综合因素考虑,适合Ti-6Al-4V钛合金粉末制备的熔炼功率为30 kW。

数值模拟喷射夹角对VIGA制粉雾化过程的影响

通过计算流体力学软件数值模拟和实验相结合的方法,以高温合金雾化过程中气、液、固三相的交互作用机制为研究对象,采用欧拉-拉格朗日法的VOF(volume of fluid)多相流模型和DPM(discrete phase model)离散相方法,研究了喷射夹角对熔体主雾化和二次雾化过程TAB(Taylor analogy breakup)破碎过程和粒度分布的影响,并与同步实验结果进行了对比.研究结果表明,随着喷射夹角的增大,回流区面积逐渐减小.金属熔体的初次破碎形态呈“倒喷泉状→伞状”,初次液滴的尺寸为0.3~0.9 mm.初次破碎液滴的气体韦伯数(We)为10~90,随喷射夹角的增大,粉末的平均粒径逐渐降低,喷射夹角为36°时,实验制备的粉末粒径与数值模拟得到的粉末粒径基本一致,表明了数值模拟合金雾化破碎过程的合理性.

数值模拟雾化气压对GH4169合金粉末粒径的影响

针对工艺参数与高温合金雾化粉末粒径间的复杂联系,采用ANSYS-Fluent数值模拟GH4169高温合金真空感应气雾化(VIGA)制粉过程中液滴的破碎行为,分析了雾化气压对金属熔体雾化过程和粉末粒度分布的影响.结果表明:一次雾化过程的带状液膜厚度和液滴面积逐渐减小;二次雾化对熔体的破碎作用逐渐增强,雾化所得粉末粒径越来越细小,中位径从81. 10μm减小到69. 80,64. 77,52. 30,41. 80μm;细粉收得率逐渐提高,由1. 72%提高到12. 62%,18. 89%,56. 50%,71. 54%.