一种用于冷喷涂的合金粉末的制备方法与流程

文档序号:12623418阅读:759来源:国知局

本发明涉及一种合金粉末及其制备方法,尤其是一种合金粉末及其制备方法。



背景技术:

冷喷涂技术是利用高压气体低温加热,携带粉末颗粒,通过缩放管产生超音速气流,在金属粉末完全固态下从径向撞击基体材料,通过较大的塑性流动变形而沉积于基体表面上形成涂层。与传统热喷涂技术相比,冷喷涂技术以其温度低、对基体的热影响小、沉积率高和经济性好等优点,特别在大型旋转靶材的制备工艺中具有明显优势。

冷喷涂是一项发展迅速的工业表面喷涂新技术,具有其它表面喷涂不可替代的优点,拥有潜在的广泛应用市场。冷喷涂工艺对金属粉末具有较高要求,涂层质量跟金属粉末的特性十分相关,除了要求具有良好的可塑性外,还要求金属粉末具有粒度较小、粒度分布窄,球形度好,流动性好等特点。

中国专利201210082935通过使用离心喷雾结合高温烧结的方法制备冷喷涂用球形金属钼颗粒,将钼粉与去离子水、聚乙二醇和聚乙烯醇混合,高能球磨混合后进行离心喷雾造粒,经气氛保护高温烧结后,破碎、分级得到球形钼粉颗粒。使粒度较小的钼粉发生球化过程,提高粉体的流动性。此外,气雾化工艺广泛应用于Sn、Al、Cu、Ag等金属粉末的制备。该工艺制备的金属粉末球形度较好、氧含量低。中国专利201510886870.8公开了一种冷喷涂金属银粉的制备方法,通过气雾化得到金属银粉,再通过振动筛筛分,得到粒度分布窄、球形度好的金属银粉。

近年来,随着冷喷涂技术的发展,对Cu-Al、Zn-Al等活性合金粉末的需求在不断增长,Cu-Al、Zn-Al等合金粉由于活性较高,目前的制备工艺的合金粉末氧含量高,粉末的流动性不好,难以满足冷喷涂工艺的使用要求。本发明采用一种气雾化制备Cu-Al、Zn-Al合金粉末,通过对现有气雾化工艺进行改进,制备的合金粒度分布窄,球形度好,粉末具有良好的流动性等优点。



技术实现要素:

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种用于冷喷涂的合金粉末的制备方法,采用所述方法制备得到的合金粉末形貌呈球形,粉末具有较好的流动性。

为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种用于冷喷涂的合金粉末的制备方法,所述方法包括以下步骤:将配制好的各金属加入坩埚中,抽真空至低于0.05Pa,感应加热至金属熔化,熔化后再精炼5-10分钟;将精炼后的金属熔液转入保温包,同时通入高压N2或Ar气体,其中气体压力为0.5-2MPa,金属熔液通过喷嘴,被高压气体雾化成金属液滴,金属液滴再经雾化罐冷却,即得到本发明所述用于冷喷涂的合金粉末。

具体地,所述用于冷喷涂的合金粉末的制备工艺流程为:

本发明制备合金粉末的工艺如下:

配料→感应熔炼→气雾化→冷却→筛分→检测→包装→合金粉末

另外,本发明还提供一种用于制备上述所述合金粉末的装置,所述装置包括:感应熔炼炉,内有感应熔炼坩埚,炉内设有保温包,保温包安装在喷嘴系统之上,保温包有加热系统,雾化系统包括喷嘴和高压气管,雾化室。

具体地,所述制备合金粉末的装置主要包括:装置的主体为感应熔炼炉,内有感应熔炼坩埚,主要用于合金的熔炼;炉内设有保温包,保温包安装在喷嘴系统之上,主要作用将金属熔液导入喷嘴,保温包有加热系统,对合金熔液起保温作用;雾化系统主要用于合金熔液的雾化,雾化系统包括喷嘴和高压气管;雾化室主要用于金属液滴冷凝和收集,雾化室的大小与制粉要求和容量有关。

采用本发明所述合金粉末的制备方法制备得到的合金粉末,合金粉的形貌呈球形,粉末具有较好的流动性,能很好的应用于冷喷涂工艺中。

附图说明

图1为本发明实施例1的Zn-Al合金粉末的SEM图。

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例及附图对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例所述用于冷喷涂的合金粉末采用以下方法制备而成:

将金属Zn、Al按98:2的比例配料,将原料加入坩埚,抽真空至低于0.05Pa,感应加热至金属熔化,合金熔化后精炼5分钟;

将精炼后的熔液转入保温包,同时通入高压氩气,通入氩气压力为1MPa,熔液通过喷嘴,被高压气体雾化成金属液滴,金属液滴经雾化罐冷却,即得到Zn-Al球形合金粉末。

将本实施例制备得到的Zn-Al合金粉末置于扫描电镜下进行观察,结果如图1所示,可见金属粉末主要分布在20-50微米,合金粉的形貌呈球形,粉末具有较好的流动性。

实施例2

本实施例所述用于冷喷涂的合金粉末采用以下方法制备而成:

将金属Cu、Al按85:15的比例配料,将原料加入坩埚,抽真空至低于0.05Pa,感应加热至金属熔化,合金熔化后精炼10分钟;

将精炼后的熔液转入保温包,同时通入高压氩气,通入氩气压力为2MPa,熔液通过喷嘴,被高压气体雾化成金属液滴,金属液滴经雾化罐冷却,即得到Cu-Al球形合金粉末。

将本实施例制备得到的Cu-Al合金粉末置于扫描电镜下进行观察,结果可见金属粉末主要分布在10-40微米,合金粉的形貌呈球形,粉末具有较好的流动性。

最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

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