[發明專利]適合于熱噴涂的金屬陶瓷復合粉體的制備方法

無效

• 申請號: 200810055944.3
• 申請日: 2008-01-02
• 公開（公告）號: CN101214549A
• 公開（公告）日: 2008-07-09
• 發明（設計）人: 劉景輝;閆世凱;楊中元;汪禮敏;張景懷;林鋒
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院;有研粉末新材料(北京)有限公司
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;C04B35/5835;C04B35/628
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司
• 代理人: 朱印康

技術領域

本發明涉及一種鎳包氮化硼金屬陶瓷復合粉體的制備工藝生產方法。該粉體材料相結構為包覆型復合粉末，具有松裝密度高、流動性好等，適合于等離子噴涂及超音速火焰噴涂的特點。該種新型粉末材料特別適合用于制備可磨耗封嚴及自潤滑涂層材料的前軀體，并可以單獨作為可磨耗及自潤滑涂層使用。

背景技術

為了提高航空發動機的效率以及降低油耗，應該盡量減少壓氣機、渦輪機葉尖與機匣之間的間隙。氣路封嚴技術是提高發動機性能的重要手段?？赡ズ姆鈬劳繉佑捎谄渖a工藝簡便、返修和調整性能容易、封嚴效果好而在航空工業得到應用。采用熱噴涂技術在壓氣機渦殼內表面噴涂可磨耗密封涂層，與壓氣機葉片尖部的硬質涂層形成一對可磨耗密封磨損副，在運行過程中能形成理想的徑向氣流間隙，獲得最大的壓差，從而顯著提高發動機的功率，降低航空汽油的消耗，提高發動機整機一次試車合格率。可磨耗封嚴涂層大多由一定比例的金屬相和具有自潤滑作用的非金屬的復合材料組成，還有較多的孔洞。其中金屬相的作用是抗腐蝕、抗氧化，保證涂層自身的強度以及和基體的結合強度，常用的金屬相有：鎳、鋁、銅及其合金等；非金屬相的作用是保證了可磨耗性、減磨、抗粘著，常用的非金屬相有石墨、二硫化鉬、硅藻土、膨潤土和高分子聚合物等。這些非金屬相大多具有低的硬度、低的剪切強度和低的摩擦系數，而孔洞的存在會降低涂層的硬度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于熱噴涂的鎳包氮化硼金屬陶瓷復合粉體的制備方法。所制備的鎳包氮化硼粉體具有完整的近球形形貌，松比＞2.50g/cm3，流動性＞30s/50g，適用于等離子噴涂及超音速火焰噴涂。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種適合于熱噴涂的鎳包氮化硼金屬陶瓷復合粉體的制備方法，其特征在于：包括下述步驟：

(1)、配制濃度為1％～20％NaOH溶液、敏化液和活化液；

(2)、對六方氮化硼陶瓷粉末進行前處理，按照每10g六方氮化硼約50ml～500ml?NaOH溶液，50ml～500ml敏化液，及1～10ml活化液的比例稱取六方氮化硼，使用步驟(1)配制的溶液進行前處理；

(3)、配制反應溶液；

(4)、將把步驟(2)中處理后的六方氮化硼及步驟(3)中配制的反應溶液同時加入到高壓反應釜中，蓋釜，旋緊，排氣，攪拌，升溫，當溫度升高至反應溫度時，通入氫氣，開始反應并適時補氣以保持氫氣壓力，反應結束后冷卻開釜卸料；

(5)、對所得的粉體進行洗滌過濾，洗滌后干燥，得到鎳包氮化硼粉體。

在所述步驟(1)中，所配制的NaOH溶液濃度優選為5％～10％；所配制的敏化液為PdCl₂溶液，活化液為SnCl₂溶液。

優選地，在所述步驟(2)中，優選地，六方氮化硼陶瓷粉末粒度為10～104μm；粉末的處理時間約為10～60min。

優選地，在所述步驟(3)中，所配制的反應溶液為10L，其中，鎳離子濃度為10～60mol/L；硫酸銨濃度為100～300mol/L；鎳氨摩爾濃度比1∶1.5～2.5。表面活性劑濃度為0.05～0.5g/l。

優選地，在所述步驟(3)中所采用的表面活性劑為蒽醌或茜素。

優選地，在所述步驟(4)中，反應溫度為120℃～250℃；氫氣分壓為2～6MPa；攪拌速度為200～2000r/min；反應時間為10～60min。

優選地，在所述步驟(5)，在洗滌過程中，采用20～90℃的去離子水洗滌6～8遍，直至陰離子洗滌干凈。

優選地，在所述步驟(5)，在干燥過程中，干燥的溫度為80～120℃。

本發明提出的鎳包氮化硼金屬陶瓷復合粉體制備方法的特點是：

(1)本發明提出了一種新型的金屬陶瓷復合粉體，粉體形貌為近球形；(2)本發明提出了鎳包氮化硼金屬陶瓷復合粉體材料松比高，流動性好，特別適用于等離子噴涂及超音速火焰噴涂；(3)本發明提出了鎳包氮化硼金屬陶瓷復合粉體材料特別適用于作為制備高溫可磨耗涂層材料及前軀體材料；(4)本發明通過特有前處理工藝方法，有效改善六方氮化硼核心顆粒表面活性，使包覆的金屬鎳層連續、均勻、完整；(5)本發明所采用的高壓氫還原工藝，包覆量精確且易于控制，可推廣性強，易于工業化生產。