CN115464141A - 一种3c产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法 - Google Patents

一种3c产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法，涉及金属粉末冶金技术领域，包括以下步骤：S1、原材料配备：按质量百分比计，球形粉末包括：碳单质1.9～2％，锰单质30％，铝单质9.65～12.65％，余量为铁单质；S2、真空熔炼；S3、保温静置；S4、雾化制粉；S5、筛分。本发明的轻质高强钢球形粉末的制备方法在电磁感应炉内运用电磁搅拌，可保证Fe‑Mn‑Al‑C合金熔液成分、组织均匀化，减少成分偏析，利于气体排出，通过中间包中频感应加热保温，保证Fe‑Mn‑Al‑C合金熔液的流动性，静置合金熔液进一步排除其中的气体，从而提高了合金的强度。

Description

一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法
技术领域
本发明涉及金属粉末冶金技术领域，具体是涉及一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法。
背景技术
所谓“3C产品”，是计算机类、通信类和消费类电子产品三者的统称，亦称“信息家电”。例如电脑、平板电脑、手机或数字音频播放器等。由于3C产品的体积一般都不大，所以往往在中间加一个“小”字，故往往统称为“3C小家电”。3C产品之所以能发展并较快进入家庭，其基础是集成电路与互联网的快速发展。
钢铁材料由于其优异的力学性能，冶炼容易、价格低廉等特点，是目前全世界范围内使用最多的金属材料。伴随日益严重的能源危机与环境污染，轻量化已然成为能源结构用钢的又一重大命题。
提高钢的强度同时降低钢的密度是实现钢材轻量化的两个途径。目前关于高强塑性钢的生产技术日趋成熟，比如第二代AHSS钢(TRIP钢和TWIP钢)，它们的强塑性匹配度很好，强度≥700Mpa，延伸率≥50％。但是由于第二代AHSS钢中合金元素含量很高，因此存在成本不稳定以及加工困难的缺点，很难实现大规模生产。
作为第三代AHSS钢，Fe-Mn-Al-C系轻质高强钢中的Al元素对于提升材料的力学性能有重要作用，此外在降低钢材的密度方面也有良好作用，降低经济成本，合理利用资源。对于应用在3C产品，使用一体化成形材料的加工技术，直接制备出零部件，具有很高的应用前景。但是，目前国内的高强钢球形粉末制备工艺从原材料配备到制备方法上均与国外有一定的差距，需要对3C产品用轻质高强钢的制备工艺进行优化，旨在满足不断变化的3C产品设计和制造需求。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法。
本发明的技术方案是：
一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法，包括以下步骤：
S1、原材料配备：
按质量百分比计，所述球形粉末包括：碳单质1.9～2％，锰单质30％，铝单质9.65～12.65％，余量为铁单质；
S2、真空熔炼：
将步骤S1中配备的碳单质、锰单质、铝单质和铁单质加入到陶瓷坩埚中，再将陶瓷坩埚放入电磁感应炉，对电磁感应炉进行抽真空处理，直至真空度达到0.1～1Pa，此时开始进行中频加热熔炼，直至陶瓷坩埚内部温度达到1400～1550℃，同时压力维持在-0.07～-0.03Mpa时，停止抽真空处理，并充入惰性保护气体，在电磁感应搅拌状态下持续搅拌加热2～3min，得到完全熔化的Fe-Mn-Al-C合金熔液；
S3、保温静置：
继续加热至Fe-Mn-Al-C合金熔液的过热温度达到1550～1800℃时，将Fe-Mn-Al-C合金熔液导入中间包，对中间包进行加热，使Fe-Mn-Al-C合金熔液的温度保持在1400～1550℃，保温静置的时间为5～10min；
S4、雾化制粉：
将步骤S3中中间包内的Fe-Mn-Al-C合金熔液通过雾化组件导流至雾化舱中，保持雾化舱内的压力为3～6MPa，同时使用雾化组件的喷嘴喷出加热后的雾化用惰性气体对Fe-Mn-Al-C合金熔液进行雾化破碎，形成Fe-Mn-Al-C合金液滴，飞行中的Fe-Mn-Al-C合金液滴骤冷得到球形粉末；
S5、筛分：
收集步骤S4中得到的球形粉末，并置于低温干燥环境下通过风冷冷却至室温，随后将球形粉末在真空条件下进行超声振荡筛分处理，得到各级粒度大小的球形合金粉末。
进一步地，步骤S2中所述的惰性保护气体为体积浓度为99.999％的氩气。通过通入惰性保护气体避免球形粉末在真空冶炼过程中发生氧化。
进一步地，步骤S2中所述的中频加热熔炼时的电磁感应炉功率为200～360KW，频率1000～1500Hz，升温速度为90～110℃/s。通过中频加热的方式使真空熔炼过程加热速度快，能耗降低，污染降低。
进一步地，步骤S2中所述的电磁感应搅拌的搅拌速度为0.8m/s。通过在熔炼炉内运用电磁感应搅拌，可保证成分、组织均匀化，减少成分偏析，利于气体排出。
进一步地，步骤S4中所述的雾化用惰性气体为体积浓度为99.999％的氩气，提前对雾化用惰性气体进行预热，预热温度为200～400℃，在将Fe-Mn-Al-C合金熔液导流至雾化舱中的同时继续对雾化用惰性气体加热使喷嘴喷出的雾化用惰性气体的温度为350～450℃；
所述雾化组件包括雾化盘，所述雾化盘一侧设有高压气体通道，雾化盘中部顶面设有陶瓷导管，所述陶瓷导管延伸至雾化盘内部，雾化盘内部具有锥形空腔，所述锥形空腔位于陶瓷导管正下方，所述高压气体通道连接至雾化盘内部环形设置的第一空腔，所述第一空腔内部设有第一电加热丝，第一空腔下方通过第一通路连接位于雾化盘内部环形设置的第二空腔，所述第二空腔内部设有第二电加热丝，第二空腔内侧设有若干第一喷嘴，所述第一喷嘴延伸至所述锥形空腔内中部，第二空腔下方通过第二通路连接位于雾化盘内部环形设置的第三空腔，所述第三空腔内侧设有若干第二喷嘴，所述第二喷嘴延伸至所述锥形空腔内下部，第一喷嘴的倾斜角度与竖直方向的夹角为15-25°，第二喷嘴的倾斜角度与锥形空腔竖直方向的夹角为35-50°，所述第一电加热丝和第二电加热丝均与雾化盘外部的电源连接。通过雾化组件的设置使陶瓷导管长度与现有技术中常用到的导流管长度相比减少2-3cm，Fe-Mn-Al-C合金熔液经中间包底部陶瓷导管流至雾化舱，再通过二次不同温度的气雾化制粉，避免熔液温度降低过快，令高熔点相快速析出，影响液体粘性，发生堵塞现象。
进一步地，步骤S4中所述喷嘴喷出加热后的雾化用惰性气体的流速为100～300mL/min，加热后的雾化用惰性气体与Fe-Mn-Al-C合金熔液的流量比为5～15:1。通过对喷嘴喷出的雾化用惰性气体的流速进行限定，保证了雾化制粉效率的同时降低喷嘴堵塞的概率。
进一步地，步骤S5中所述低温的温度条件为9～21℃，所述室温的温度条件为18～25℃。通过对筛分温度进行限定保证了球形粉末的强度。
进一步地，步骤S5中所述超声振荡筛分处理的超声振荡频率为20KHz，超声振荡的时间为5～10min，超声振荡的真空条件为：真空度为0.1～1Pa。通过超声震荡使球形粉末分离更加均匀。
进一步地，步骤S5中所述各级粒度大小的球形合金粉末的粒度分级为：
一级：粒度≤10μm；二级：粒度为10μm～34μm，三级：粒度为35μm～75μm，四级：粒度≥75μm。
本发明的有益效果是：
(1)本发明的轻质高强钢球形粉末的制备方法在电磁感应炉内运用电磁搅拌，可保证Fe-Mn-Al-C合金熔液成分、组织均匀化，减少成分偏析，利于气体排出，通过中间包中频感应加热保温，保证Fe-Mn-Al-C合金熔液的流动性，静置合金熔液进一步排除其中的气体，从而提高了合金的强度。
(2)本发明的轻质高强钢球形粉末的制备方法通过雾化组件的设置，在Fe-Mn-Al-C合金熔液雾化破碎时对惰性气体加热，有效避免了喷嘴的堵塞，陶瓷导管长度与现有技术中常用到的导流管长度相比减少2-3cm，Fe-Mn-Al-C合金熔液经中间包底部陶瓷导管流至雾化舱，再通过二次不同温度的气雾化制粉，并对第一喷嘴和第二喷嘴的角度进行限定，避免Fe-Mn-Al-C合金熔液经温度降低过快、令高熔点相快速析出、影响液体粘性，从而发生堵塞现象。
附图说明
图1是本发明的轻质高强钢球形粉末的制备方法流程图；
图2是本发明的雾化舱以及雾化组件结构示意图；
图3是本发明的雾化组件内部结构示意图。
其中，1-雾化盘，2-高压气体通道，3-陶瓷导管，4-锥形空腔，5-第一空腔，51-第一电加热丝，52-第一通路，6-第二空腔，61-第二电加热丝，62-第一喷嘴，63-第二通路，7-第三空腔，71-第二喷嘴，8-雾化舱。
具体实施方式
实施例1
一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法，包括以下步骤：
S1、原材料配备：
按质量百分比计，球形粉末包括：碳单质2％，锰单质30％，铝单质11％，余量为铁单质；
S2、真空熔炼：
将步骤S1中配备的碳单质、锰单质、铝单质和铁单质加入到陶瓷坩埚中，再将陶瓷坩埚放入电磁感应炉，对电磁感应炉进行抽真空处理，直至真空度达到0.5Pa，此时开始进行中频加热熔炼，中频加热熔炼时的电磁感应炉功率为280KW，频率1200Hz，升温速度为100℃/s，直至陶瓷坩埚内部温度达到1500℃，同时压力维持在-0.05Mpa时，停止抽真空处理，并充入惰性保护气体，惰性保护气体为体积浓度为99.999％的氩气，在电磁感应搅拌状态下持续搅拌加热2.5min，电磁感应搅拌的搅拌速度为0.8m/s，得到完全熔化的Fe-Mn-Al-C合金熔液；
S3、保温静置：
继续加热至Fe-Mn-Al-C合金熔液的过热温度达到1700℃时，将Fe-Mn-Al-C合金熔液导入中间包，对中间包进行加热，使Fe-Mn-Al-C合金熔液的温度保持在1450℃，保温静置的时间为8min；
S4、雾化制粉：
将步骤S3中中间包内的Fe-Mn-Al-C合金熔液通过雾化组件导流至雾化舱8中，保持雾化舱8内的压力为4MPa，同时使用雾化组件的喷嘴喷出加热后的雾化用惰性气体对Fe-Mn-Al-C合金熔液进行雾化破碎，形成Fe-Mn-Al-C合金液滴，飞行中的Fe-Mn-Al-C合金液滴骤冷得到球形粉末，雾化用惰性气体为体积浓度为99.999％的氩气，提前对雾化用惰性气体进行预热，预热温度为300℃，在将Fe-Mn-Al-C合金熔液导流至雾化舱8中的同时继续对雾化用惰性气体加热使喷嘴喷出的雾化用惰性气体的温度为400℃，喷嘴喷出加热后的雾化用惰性气体的流速为200mL/min，加热后的雾化用惰性气体与Fe-Mn-Al-C合金熔液的流量比为10:1；
S5、筛分：
收集步骤S4中得到的球形粉末，并置于低温干燥环境下通过风冷冷却至室温，低温的温度条件为15℃，室温的温度条件为22℃，随后将球形粉末在真空条件下进行超声振荡筛分处理，超声振荡的频率为20KHz，超声振荡的时间为7min，超声振荡的真空条件为：真空度为0.5Pa，得到各级粒度大小的球形合金粉末，球形合金粉末的粒度分级为：
一级：粒度≤10μm；二级：粒度为10μm～34μm，三级：粒度为35μm～75μm，四级：粒度≥75μm。
实施例2
本实施例记载的是实施例1所用的雾化组件的结构。
雾化组件包括雾化盘1，雾化盘1一侧设有高压气体通道2，雾化盘1中部顶面设有陶瓷导管3，陶瓷导管3延伸至雾化盘1内部，雾化盘1内部具有锥形空腔4，所述锥形空腔4位于陶瓷导管3正下方，高压气体通道2连接至雾化盘1内部环形设置的第一空腔5，第一空腔5内部设有第一电加热丝51，第一空腔5下方通过第一通路52连接位于雾化盘1内部环形设置的第二空腔6，第二空腔6内部设有第二电加热丝61，第二空腔6内侧设有若干第一喷嘴62，第一喷嘴62延伸至锥形空腔4内中部，第二空腔6下方通过第二通路63连接位于雾化盘1内部环形设置的第三空腔7，第三空腔7内侧设有若干第二喷嘴71，第二喷嘴71延伸至锥形空腔4内下部，第一喷嘴62的倾斜角度与竖直方向的夹角为15°，第二喷嘴71的倾斜角度与锥形空腔4竖直方向的夹角为35°，第一电加热丝51和第二电加热丝61均与雾化盘1外部的电源连接。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于：各个原材料所占的质量百分比不同。
S1、原材料配备：
按质量百分比计，球形粉末包括：碳单质1.9％，锰单质30％，铝单质9.65％，余量为铁单质。
实施例4
本实施例与实施例1不同之处在于：各个原材料所占的质量百分比不同。
S1、原材料配备：
按质量百分比计，球形粉末包括：碳单质2％，锰单质30％，铝单质12.65％，余量为铁单质。
实施例5
本实施例与实施例1不同之处在于：步骤S2真空熔炼中的工艺参数不同。
S2、真空熔炼：
将步骤S1中配备的碳单质、锰单质、铝单质和铁单质加入到陶瓷坩埚中，再将陶瓷坩埚放入电磁感应炉，对电磁感应炉进行抽真空处理，直至真空度达到0.1Pa，此时开始进行中频加热熔炼，中频加热熔炼时的电磁感应炉功率为200KW，频率1000Hz，升温速度为90℃/s，直至陶瓷坩埚内部温度达到1400℃，同时压力维持在-0.07Mpa时，停止抽真空处理，并充入惰性保护气体，惰性保护气体为体积浓度为99.999％的氩气，在电磁感应搅拌状态下持续搅拌加热2min，电磁感应搅拌的搅拌速度为0.8m/s，得到完全熔化的Fe-Mn-Al-C合金熔液。
实施例6
本实施例与实施例1不同之处在于：步骤S2真空熔炼中的工艺参数不同。
S2、真空熔炼：
将步骤S1中配备的碳单质、锰单质、铝单质和铁单质加入到陶瓷坩埚中，再将陶瓷坩埚放入电磁感应炉，对电磁感应炉进行抽真空处理，直至真空度达到1Pa，此时开始进行中频加热熔炼，中频加热熔炼时的电磁感应炉功率为360KW，频率1500Hz，升温速度为110℃/s，直至陶瓷坩埚内部温度达到1550℃，同时压力维持在-0.03Mpa时，停止抽真空处理，并充入惰性保护气体，惰性保护气体为体积浓度为99.999％的氩气，在电磁感应搅拌状态下持续搅拌加热3min，电磁感应搅拌的搅拌速度为0.8m/s，得到完全熔化的Fe-Mn-Al-C合金熔液。
实施例7
本实施例与实施例1不同之处在于：步骤S3保温静置中的工艺参数不同。
S3、保温静置：
继续加热至Fe-Mn-Al-C合金熔液的过热温度达到1550℃时，将Fe-Mn-Al-C合金熔液导入中间包，对中间包进行加热，使Fe-Mn-Al-C合金熔液的温度保持在1400℃，保温静置的时间为5min。
实施例8
本实施例与实施例1不同之处在于：步骤S3保温静置中的工艺参数不同。
S3、保温静置：
继续加热至Fe-Mn-Al-C合金熔液的过热温度达到1800℃时，将Fe-Mn-Al-C合金熔液导入中间包，对中间包进行加热，使Fe-Mn-Al-C合金熔液的温度保持在1550℃，保温静置的时间为10min。
实施例9
本实施例与实施例1不同之处在于：步骤S4雾化制粉中的工艺参数不同。
S4、雾化制粉：
将步骤S3中中间包内的Fe-Mn-Al-C合金熔液通过雾化组件导流至雾化舱8中，保持雾化舱8内的压力为3MPa，同时使用雾化组件的喷嘴喷出加热后的雾化用惰性气体对Fe-Mn-Al-C合金熔液进行雾化破碎，形成Fe-Mn-Al-C合金液滴，飞行中的Fe-Mn-Al-C合金液滴骤冷得到球形粉末，雾化用惰性气体为体积浓度为99.999％的氩气，提前对雾化用惰性气体进行预热，预热温度为200℃，Fe-Mn-Al-C合金熔液导流至雾化舱8中的同时继续对雾化用惰性气体加热使喷嘴喷出的雾化用惰性气体的温度为350℃，喷嘴喷出加热后的雾化用惰性气体的流速为100mL/min，加热后的雾化用惰性气体与Fe-Mn-Al-C合金熔液的流量比为5:1。
实施例10
本实施例与实施例1不同之处在于：步骤S4雾化制粉中的工艺参数不同。
S4、雾化制粉：
将步骤S3中中间包内的Fe-Mn-Al-C合金熔液通过雾化组件导流至雾化舱8中，保持雾化舱8内的压力为6MPa，同时使用雾化组件的喷嘴喷出加热后的雾化用惰性气体对Fe-Mn-Al-C合金熔液进行雾化破碎，形成Fe-Mn-Al-C合金液滴，飞行中的Fe-Mn-Al-C合金液滴骤冷得到球形粉末，雾化用惰性气体为体积浓度为99.999％的氩气，提前对雾化用惰性气体进行预热，预热温度为400℃，Fe-Mn-Al-C合金熔液导流至雾化舱8中的同时继续对雾化用惰性气体加热使喷嘴喷出的雾化用惰性气体的温度为450℃，喷嘴喷出加热后的雾化用惰性气体的流速为300mL/min，加热后的雾化用惰性气体与Fe-Mn-Al-C合金熔液的流量比为15:1。
实施例11
本实施例与实施例1不同之处在于：步骤S5筛分中的工艺参数不同。
S5、筛分：
收集步骤S4中得到的球形粉末，并置于低温干燥环境下通过风冷冷却至室温，低温的温度条件为9℃，室温的温度条件为18℃，随后将球形粉末在真空条件下进行超声振荡筛分处理，超声振荡的频率为20KHz，超声振荡的时间为5min，超声振荡的真空条件为：真空度为0.1Pa，得到各级粒度大小的球形合金粉末。
实施例12
本实施例与实施例1不同之处在于：步骤S5筛分中的工艺参数不同。
S5、筛分：
收集步骤S4中得到的球形粉末，并置于低温干燥环境下通过风冷冷却至室温，低温的温度条件为21℃，室温的温度条件为25℃，随后将球形粉末在真空条件下进行超声振荡筛分处理，超声振荡的频率为20KHz，超声振荡的时间为10min，超声振荡的真空条件为：真空度为1Pa，得到各级粒度大小的球形合金粉末。
实施例13
本实施例与实施例1不同之处在于：第一喷嘴62和第二喷嘴71的倾斜角度不同。
第一喷嘴62的倾斜角度与竖直方向的夹角为25°，第二喷嘴71的倾斜角度与锥形空腔4竖直方向的夹角为50°。
实验例
将实施例1-4的制备方法制备得到的轻质高强钢球形粉末进行性能强度测试，并与对比例中的常规3C产品用合金球形粉末进行对比，具体测试的参数为硬度、真密度和球形度，测试结果如表1所示。
表1各个实施例中的球形粉末性能参数
实施例 硬度HV 真密度g/cm<sup>3</sup> 球形度％
实施例1 538 6.41 88
实施例2 530 6.39 93
实施例3 529 6.38 87
实施例4 518 6.37 90
对比例 487 6.33 87
由表1数据可以看出，对比各个实施例与对比例的硬度和真密度数据，发现本发明方法所制备的轻质高强钢球形粉末的硬度有了一定程度的提高，主要是因为对轻质高强钢球形粉末的真密度有了提高，轻质高强钢球形粉末更为致密，综合来看实施例1中的各个原材料的成分配比所制得的轻质高强钢球形粉末性能最优；
进而对比实施例2与其他实施例的球形度，可以看出，通过对本发明中加入雾化组件，能够有效提高制备的轻质高强钢球形粉末的球形度，这是因为通过二次不同温度的气雾化制粉，并对第一喷嘴和第二喷嘴的角度进行限定，避免Fe-Mn-Al-C合金熔液经温度降低过快、令高熔点相快速析出、影响液体粘性、发生堵塞现象，其中，粒度为一级的占比23％，粒度为二级的占比31％，粒度为三级的占比41％，粒度为四级的占比5％。

Claims (9)

1.一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原材料配备：
按质量百分比计，所述球形粉末包括：碳单质1.9～2％，锰单质30％，铝单质9.65～12.65％，余量为铁单质；
S2、真空熔炼：
将步骤S1中配备的碳单质、锰单质、铝单质和铁单质加入到陶瓷坩埚中，再将陶瓷坩埚放入电磁感应炉，对电磁感应炉进行抽真空处理，直至真空度达到0.1～1Pa，此时开始进行中频加热熔炼，直至陶瓷坩埚内部温度达到1400～1550℃，同时压力维持在-0.07～-0.03Mpa时，停止抽真空处理，并充入惰性保护气体，在电磁感应搅拌状态下持续搅拌加热2～3min，得到完全熔化的Fe-Mn-Al-C合金熔液；
S3、保温静置：
继续加热至Fe-Mn-Al-C合金熔液的过热温度达到1550～1800℃时，将Fe-Mn-Al-C合金熔液导入中间包，对中间包进行加热，使Fe-Mn-Al-C合金熔液的温度保持在1400～1550℃，保温静置的时间为5～10min；
S4、雾化制粉：
将步骤S3中中间包内的Fe-Mn-Al-C合金熔液通过雾化组件导流至雾化舱(8)中，保持雾化舱(8)内的压力为3～6MPa，同时使用雾化组件的喷嘴喷出加热后的雾化用惰性气体对Fe-Mn-Al-C合金熔液进行雾化破碎，形成Fe-Mn-Al-C合金液滴，飞行中的Fe-Mn-Al-C合金液滴骤冷得到球形粉末；
S5、筛分：
收集步骤S4中得到的球形粉末，并置于低温干燥环境下通过风冷冷却至室温，随后将球形粉末在真空条件下进行超声振荡筛分处理，得到各级粒度大小的球形合金粉末。
2.根据权利要求1所述的一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的惰性保护气体为体积浓度为99.999％的氩气。
3.根据权利要求1所述的一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的中频加热熔炼时的电磁感应炉功率为200～360KW，频率1000～1500Hz，升温速度为90～110℃/s。
4.根据权利要求1所述的一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的电磁感应搅拌的搅拌速度为0.8m/s。
5.根据权利要求1所述的一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述的雾化用惰性气体为体积浓度为99.999％的氩气，提前对雾化用惰性气体进行预热，预热温度为200～400℃，在将Fe-Mn-Al-C合金熔液导流至雾化舱(8)中的同时继续对雾化用惰性气体加热使喷嘴喷出的雾化用惰性气体的温度为350～450℃；
所述雾化组件包括雾化盘(1)，所述雾化盘(1)一侧设有高压气体通道(2)，雾化盘(1)中部顶面设有陶瓷导管(3)，所述陶瓷导管(3)延伸至雾化盘(1)内部，雾化盘(1)内部具有锥形空腔(4)，所述锥形空腔(4)位于陶瓷导管(3)正下方，所述高压气体通道(2)连接至雾化盘(1)内部环形设置的第一空腔(5)，所述第一空腔(5)内部设有第一电加热丝(51)，第一空腔(5)下方通过第一通路(52)连接位于雾化盘(1)内部环形设置的第二空腔(6)，所述第二空腔(6)内部设有第二电加热丝(61)，第二空腔(6)内侧设有若干第一喷嘴(62)，所述第一喷嘴(62)延伸至所述锥形空腔(4)内中部，第二空腔(6)下方通过第二通路(63)连接位于雾化盘(1)内部环形设置的第三空腔(7)，所述第三空腔(7)内侧设有若干第二喷嘴(71)，所述第二喷嘴(71)延伸至所述锥形空腔(4)内下部，第一喷嘴(62)的倾斜角度与竖直方向的的夹角为15-25°，第二喷嘴(71)的倾斜角度与锥形空腔(4)竖直方向的夹角为35-50°，所述第一电加热丝(51)和第二电加热丝(61)均与雾化盘(1)外部的电源连接。
6.根据权利要求1所述的一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述喷嘴喷出加热后的雾化用惰性气体的流速为100～300mL/min，加热后的雾化用惰性气体与Fe-Mn-Al-C合金熔液的流量比为5～15:1。
7.根据权利要求1所述的一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述低温的温度条件为9～21℃，所述室温的温度条件为18～25℃。
8.根据权利要求1所述的一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述超声振荡筛分处理的超声振荡频率为20KHz，超声振荡的时间为5～10min，超声振荡的真空条件为：真空度为0.1～1Pa。
9.根据权利要求1所述的一种3C产品用轻质高强钢球形粉末的制备方法，其特征在于，步骤S5中所述各级粒度大小的球形合金粉末的粒度分级为：
一级：粒度≤10μm；二级：粒度为10μm～34μm，三级：粒度为35μm～75μm，四级：粒度≥75μm。
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