本发明涉及一种球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉末的生产方法,具体是以金属钨粉为原料,利用钼、铼作为固溶强化元素,通过射频感应等离子体融化、冷却制备的球形度好、球化率高、粒径分布均匀、力学性能更优的球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉,属于3d打印材料领域。
背景技术:
钨合金具有密度大,熔点、硬度高,热膨胀系数小,导电、导热性能好,抗腐蚀和抗氧化性好,机加工性和可焊性好等优异性能,在国防工业和民用工业中均得到了广泛应用。自从二十世纪90年代以来,球形钨粉的需求与日俱增,广泛地应用于多孔材料的制备、热喷涂和3d打印领域中。因此,制备组份均匀、密度均匀、缺陷少、强度高、球形度高的钨合金粉尤其重要。
但是,由于金属钨的熔点高,制备球形度好、粒径均匀的球形钨合金粉比较困难。目前,自贡硬质合金厂利用制粒烧结法生产应用于热喷涂的球形粉末,制得了粒径为40-750μm的球形钨粉末,但用这种方法制得的粉末较粗,难以达到很高的致密度。西北有色金属研究院用旋转电极直流弧等离子体法制备球形钨粉,但只能制备较粗的粉末,不具备制备尺寸较小精细球形钨粉的能力和技术,且直流弧等离子体还存在电极的污染,影响产品的纯度。美国的联合化学公司(alliedchemicalcompany)发明了一种通过气相沉积从wf6中得到大粒度(40-650μm)球状钨粉的工艺,该工艺涉及到强烈腐蚀性的hf,劳动条件恶劣,对环保要求很高。
通过检索现有专利和文献,未发现使用射频感应等离子体生产球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉末的报导。
技术实现要素:
本发明为了解决以上技术问题,利用添加钼、铼固溶强化元素,通过射频等离子体球化的方法,提高了球形钨合金体系的球化率以及球形度。
本发明提供一种用射频感应等离子体生产球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉,其组分为:粒度50um重量百分比为80%的w粉,粒度为1um重量百分比为5-15%的mo粉,粒度为1um重量百分比为5-15%的re粉,上述原料进行物理混合,通过射频感应等离子体制备球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉。
本次发明其次提供上述钨钼铼(w-mo-re)合金粉的制备步骤:
(1)首先将粒度50um重量百分比为80%的w粉,粒度为1um重量百分比为5-15%的mo粉,粒度为1um重量百分比为5-15%的re粉,将得到的粉末加入到等离子体设备的送粉器中;
(2)开启等离子体,并且设置等离子体的运行参数:保护气体为97slpm,中心气体为23slpm,氢气为17slpm;
(3)打开送粉阀门,调整载气为5slpm,调整送粉速率为60g/min;
(4)收集所得粉末,清洗球形粉末表面的纳米粉,得到球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉;
本发明所得球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉组份均匀、密度均匀、缺陷少、强度高、球形度高,适合批量生产,具有良好的商业价值。
具体实施方法
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实例1:(1)首先将粒度50um重量百分比为80%的w粉,粒度为1um重量百分比为5%的mo粉,粒度为1um重量百分比为15%的re粉,将得到的粉末加入到等离子体设备的送粉器中;
(2)开启等离子体,并且设置等离子体的运行参数:保护气体为97slpm,中心气体为23slpm,氢气为17slpm;
(3)打开送粉阀门,调整载气为5slpm,调整送粉速率为60g/min进行球化;
(4)收集所得粉末,清洗球形粉末表面的纳米粉,得到球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉;
经测得所得球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉球化率为99%
实例2:(1)首先将粒度50um重量百分比为80%的w粉,粒度为1um重量百分比为10%的mo粉,粒度为1um重量百分比为10%的re粉,将得到的粉末加入到等离子体设备的送粉器中;
(2)开启等离子体,并且设置等离子体的运行参数:保护气体为97slpm,中心气体为23slpm,氢气为17slpm;
(3)打开送粉阀门,调整载气为5slpm,调整送粉速率为60g/min进行球化;
(4)收集所得粉末,清洗球形粉末表面的纳米粉,得到球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉;
经测得所得球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉球化率为96%
实例3:(1)首先将粒度50um重量百分比为80%的w粉,粒度为1um重量百分比为15%的mo粉,粒度为1um重量百分比为5%的re粉,将得到的粉末加入到等离子体设备的送粉器中;
(2)开启等离子体,并且设置等离子体的运行参数:保护气体为97slpm,中心气体为23slpm,氢气为17slpm;
(3)打开送粉阀门,调整载气为5slpm,调整送粉速率为60g/min进行球化;
(4)收集所得粉末,清洗球形粉末表面的纳米粉,得到球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉;
经测得所得球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉球化率为93%
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
1.一种用射频等离子体生产球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉,其组分为:粒度50um重量百分比为80%的w粉,粒度为1um重量百分比为5-15%的mo粉,粒度为1um重量百分比为5-15%的re粉,上述原料进行物理混合,通过射频等离子体制备钨钼铼(w-mo-re)合金粉。
2.一种如权利1所述制备钨钼铼(w-mo-re)合金粉的步骤:
(1)首先将粒度50um重量百分比为80%的w粉,粒度为1um重量百分比为5-15%的mo粉,粒度为1um重量百分比为5-15%的re粉的原料进行物理混合之后,将得到的粉末加入到等离子体设备的送粉器中;
(2)开启等离子体,并且设置等离子体的运行参数:保护气体为97slpm,中心气体为23slpm,氢气为17slpm;
(3)打开送粉阀门,调整载气为5slpm,调整送粉速率为60g/min;
(4)收集所得粉末,清洗球形粉末表面的纳米粉,得到球形钨钼铼(w-mo-re)合金粉。