[发明专利]一种粉末冶金工模具钢的制备方法

摘要

本发明是一种粉末冶金工模具钢的制备方法，本发明综合了真空感应熔炼、惰性气体雾化制粉和粉末冶金技术的优点，利用气体雾化制粉设备熔炼工模具钢，通过优化设计的负压制粉工艺，制备出空心粉少、非金属夹杂物数量少、尺寸小的高质量工模具钢粉末，通过进一步热动态除气、包套和热等静压制备出高质量的粉末冶金工模具钢锭。

主权项

一种粉末冶金工模具钢的制备方法，其特征在于：（1）将工模具钢母合金或按化学成分配比称取金属元素料，装入气体雾化制粉炉的真空感应熔炼坩埚中；（2）对气体雾化制粉炉的熔炼室和雾化室抽真空，真空度＜20Pa；（3）送电加热母合金或金属元素料至完全熔化，继续加热至1500℃~1600℃后精炼10~20分钟；（4）精炼完成后，对气体雾化制粉炉充高纯氩气；氩气纯度＞99.999%wt，O2＜2ppm，压力为0.25~0.35Mpa，充气后气体雾化制粉炉的雾化室内压力为0.04～0.08Mpa；（5）气体雾化制粉炉充气完成后，保持合金液温度在1500℃~1600℃，将感应熔炼坩埚内的合金液缓慢倾倒进中间包系统，当合金液流出导流管下端后1~2s后，开启高压氮气喷嘴的阀门及排气系统阀门，用高纯氮气对合金液进行雾化，氮气纯度＞99.999%wt，O2＜2ppm，雾化压力为4.0~6.0Mpa；在雾化过程中通过调节排气系统，始终保持气体雾化制粉炉的雾化室内的压力为0.04~0.08Mpa；（6）合金液雾化完毕后，立即启动真空系统，把气体雾化制粉炉的熔炼室和雾化室抽真空＜20Pa；（7）把制得的工模具钢粉末储存在充满氩气气氛的粉罐内；（8）对粉罐内的工模具钢粉末进行筛分，得到＜100目的工模具钢粉末，在粉末除气炉内对工模具钢粉末进行热动态除气，粉末加热温度200℃~600℃，粉末除气炉的真空度＜5×10‑2Pa，除气后直接装入预先连接在粉末除气炉上的包套内，装满后进行封焊；（9）将封焊好的包套送入热等静压机内进行热等静压，热等静压温度1050℃~1200℃，压力＞100Mpa，时间＞2h，随炉冷却。