专利名称：银基不互溶合金粉末制备方法
技术领域：
本发明涉及电气领域常用的电触头材料，特别是涉及制备银基不互溶合金快速凝固复合粉末。
背景技术：
Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W等材料是电气领域常用的电触头材料，由于Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W等属于不互溶合金，只能用粉末冶金工艺制造，而所用的复合粉末至今都是采用机械混粉和化学共沉积两种方法制备。机械混粉工艺是分别把Ni粉、Fe粉、W粉等与Ag粉通过长时间机械混合而得到所用的混合粉末，其缺点是混合粉末分布均匀性差、含气量较高；化学共沉积工艺是分别将Ni、Fe、W的盐类水溶液与硝酸银水溶液混合、共沉积、还原等工序而制得混合粉末，其缺点是粉末分散性差、流动性不好、含气量高；两种工艺都生产周期常、不经济、污染环境；发明内容本发明采用电弧熔化超音速气雾化工艺，经济、高效、清洁地制备了Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W快速凝固复合粉末，有效克服了上述工艺的缺点。
本发明之目的是为生产Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W等粉末冶金电触头材料所用的Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W复合粉末提供一种经济、高效、清洁且性能更好的制备新方法。
发明方法具体步骤如下在超音速电弧喷涂装置上用Ag丝作为一个电极，分别将Ni丝、Fe丝、W丝作另一电极，在直流电源作用下，电极丝熔化；在高压惰性气体、超音速气流作用下将熔化的Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W雾化喷射到水中收集得到复合粉末。
该发明方法也可以在超音速电弧喷涂装置上用Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W复合丝作为电极，在直流电源作用下，电极丝熔化；在高压惰性气体、超音速气流作用下将熔化的Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W雾化喷射到水中收集得到快速凝固复合粉末。
Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W喷射雾化快速凝固复合粉末的构成分别为10～50％Ni、余为Ag；5～50％Fe、余为Ag；10～50％W、余为Ag。
上述工艺参数为电弧电流为100～300A，雾化气压为4～10MPa。电极丝直径为2～5毫米。
本发明采用电弧熔化超音速气雾化工艺制备的Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W快速凝固复合粉末，Ag和Ni、Fe、W相互具有一定的亚稳固溶度且富Ni、Fe、W相弥散分布在富Ag粉末颗粒中(图3、图5)；Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W快速凝固复合粉末形状为球形，粒度分布90％集中在15～50微米之间、平均粒度35微米左右，复合粉末单颗粒分散、流动性好且含气量低(图2、图4)；生产工期短、效率高、无污染、成本低。
图1a为超音速电弧喷涂设备的原理图。
图1b为超音速电弧喷射制粉收集器的结构示意图。
图2为Ag-15Ni快速凝固复合粉末形貌。
图3为Ag-15Ni快速凝固复合粉末组织。
图4为Ag-5Fe快速凝固复合粉末形貌。
图5为Ag-5Fe快速凝固复合粉末组织。
图中1—送丝管；2—超音速电弧喷枪；3—进气管；4—超音速电弧喷射成型主机；5—供气装置；6—调压、整流装置；7—排气管；8—排气孔；9—冷却水；10—排水孔；11—放电电弧；12—观察孔；13—手孔；14—收集口。
具体实施例方式实施步骤如图1a为超音速电弧喷涂设备原理图，图1b为超音速电弧喷射制粉收集器简图。超音速电弧喷枪固紧在收集器顶盖中央。第一步Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W复合丝或Ag丝，Ni丝、Fe丝、W丝及其合金(Ni-Fe、Cr、W等、Fe-Cr等丝经超音速电弧喷涂主机的送丝机构通过送丝管进入喷枪作为正、负电极；第二步打开供气装置的气阀，高压惰性气体通过气管进入喷枪；第三步高压气流接通5～10分钟侯，启动调压整流装置，调整电压、电流使电极丝不断送入和不断熔化，同时调整气压使不断熔化的金属在高压超音速气流下雾化喷射到收集器的冷却水中；最后过滤并烘干收集器中的快速凝固复合粉末。
实施例12毫米的Ag-15Ni复合丝作电极丝，在电弧熔化超音速气雾化装置上按实施步骤制备Ag-15Ni快速凝固复合粉末。电弧电流为150A、电压60V、雾化气体(氮气)气压为6MPa。粉末形貌如图2所表示，平均粒度35微米；快速凝固复合粉末内部组织由富Ag相(灰色基体)和富Ni相(黑色颗粒)组成。
实施例22毫米的Ag-5Fe复合丝作电极丝，在电弧熔化超音速气雾化装置上按实施步骤制备Ag-5Fe快速凝固复合粉末。电弧电流为120A、电压60V、雾化气体(氮气)气压为6Mpa。粉末形貌如图2所表示，平均粒度32微米；快速凝固复合粉末内部组织由富Ag相(灰色基体)和富Fe相(黑色颗粒)组成。
权利要求
1.银基不互溶合金粉末制备方法，其特征在于采用电弧熔化超音速气雾化工艺制备银基快速凝固复合粉末。
2.根据权利要求1所述的银基不互溶合金粉末制备方法，其特征在于所述的采用电弧熔化超音速气雾化工艺制备银基快速凝固复合粉末的具体工艺步骤如下在超音速电弧喷涂装置上用Ag丝作为一个电极，分别将Ni丝、Fe丝、W丝作另一电极，在直流电源作用下，电极丝熔化；在高压惰性气体、超音速气流作用下将熔化的Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W雾化喷射到水中收集得到复合粉末。
3.根据权利要求1所述的银基不互溶合金粉末制备方法，其特征在于所述的采用电弧熔化超音速气雾化工艺制备银基快速凝固复合粉末的具体工艺步骤如下分别在超音速电弧喷涂装置上用Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W复合丝作为电极，在直流电源作用下，电极丝熔化；在高压惰性气体、超音速气流作用下将熔化的Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W雾化喷射到水中收集得到快速凝固复合粉末。
4.根据权利要求2或3所述的银基不互溶合金粉末制备方法，其特征在于所述的电弧电流为100～300A，雾化气压为4～10MPa，电极丝直径为2～5毫米，所述的Ag-Ni、Ag-Fe、Ag-W喷射雾化快速凝固复合粉末的构成分别为10～50％Ni、余为Ag；5～50％Fe、余为Ag；10～50％W、余为Ag。
全文摘要
本发明公开了采用电弧熔化超音速气雾化工艺制备Ag－Ni、Ag－Fe、Ag－W快速凝固复合粉末，Ag和Ni、Fe、W相互具有一定的亚稳固溶度且富Ni、Fe、W相弥散分布在富Ag粉末颗粒中；Ag－Ni、Ag－Fe、Ag－W快速凝固复合粉末形状为球形，粒度分布90％集中在15～50微米之间、平均粒度35微米左右，复合粉末单颗粒分散、含气量低；生产工期短、效率高、无污染、成本低。在制造Ag－Ni、Ag－Fe、Ag－W等粉末冶金电触头材料方面有广泛的应用。克服了混合粉末分布不均匀性、分散性差、流动性差、含气量高、生产周期常、不经济、污染环境等缺点。
文档编号B22F9/08GK1994629SQ20061016383
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者秦国义, 赵怀志, 张富文, 蔡宏中, 余龙 申请人:昆明贵金属研究所