[發(fā)明專利]使用氣體噴霧方法生產(chǎn)金屬復(fù)合粉末的生產(chǎn)方法以及用于金屬復(fù)合粉末生產(chǎn)的生產(chǎn)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980162973.2
• 申請(qǐng)日: 2009-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN102712044A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金用鎮(zhèn);梁相先;林泰秀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓國機(jī)械研究院
• 主分類號(hào): B22F9/08
• 分類號(hào): B22F9/08;B22F1/00;B22D27/00
• 代理公司: 北京信慧永光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11290
• 代理人: 張淑珍;王維玉

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及使用氣體噴霧方法生產(chǎn)金屬復(fù)合粉末的生產(chǎn)方法和用于金屬復(fù)合粉末生產(chǎn)的生產(chǎn)設(shè)備。

背景技術(shù)

通常，碾磨固體金屬的碾磨法、經(jīng)由化學(xué)處理（如沉淀）的濕法、通過在熔融金屬后使用噴霧嘴將熔融金屬進(jìn)行噴霧的噴霧方法被用作制備金屬粉末的方法。

在前述方法中，根據(jù)其中使用的冷卻介質(zhì)，可將所述噴霧方法分類為使用液體如水的水噴霧和使用氣體的氣體噴霧。

由一般的氣體噴霧制備金屬粉末的方法通常是通過在室溫下注入非活性氣體如氬氣或氮?dú)猓瑫r(shí)使熔融金屬流過噴霧嘴來制備金屬粉末。所制備的金屬粉末的平均粒子尺寸為約100μm。

根據(jù)熔點(diǎn)，可將金屬分類為低熔點(diǎn)金屬（如鋅（Zn）、鋁（Al）或錫（Sn））、高熔點(diǎn)金屬（如不銹鋼、銅（Cu）、鐵（Fe）、鎳（Ni）或鈷（Co））和多組分合金。

同時(shí)，被分類為如上所述的各類金屬材料包含增強(qiáng)相，使得其性能得以改進(jìn)。通常，在大體上引入所述增強(qiáng)相后，通過熔融鑄造方法制備含有這類增強(qiáng)相的金屬材料。

然而，就通過前述熔融鑄造方法制備的金屬材料而言，所制備產(chǎn)物的近凈成形加工（near?net-shape?processing）很困難，因?yàn)樵鰪?qiáng)相可沿界面分離，增加了單獨(dú)的熔融混合加工（其中，將基質(zhì)相（即低熔點(diǎn)材料）和增強(qiáng)相（即高熔點(diǎn)材料）混合在一起）。

此外，由于當(dāng)將增強(qiáng)相和基質(zhì)相混合時(shí)，所述增強(qiáng)相發(fā)生團(tuán)聚（agglomeration），在通過包括前述混合加工在內(nèi)的熔融鑄造制備的金屬材料中發(fā)生增強(qiáng)相的非均勻分布。因此，在如下方面受到限制：難以控制增強(qiáng)相的量、尺寸、形狀和分布，并且也難以控制含有所述增強(qiáng)相的金屬材料的尺寸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施方式在于提供使用氣體噴霧制備金屬復(fù)合粉末的方法。

本發(fā)明的實(shí)施方式還在于提供使用氣體噴霧制備金屬復(fù)合粉末的設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種使用氣體噴霧制備金屬復(fù)合粉末的方法，所述方法包括：向腔室中引入基質(zhì)相；使增強(qiáng)相包含于所述腔室中；將所引入的基質(zhì)相熔融以形成熔融物；向所述熔融物中加入所述增強(qiáng)相；攪拌所述熔融物和所加入的增強(qiáng)相以形成熔融混合物；將所述熔融混合物和氣體一起噴霧以形成含有所述增強(qiáng)相的金屬復(fù)合粉末；以及收集所形成的金屬復(fù)合粉末。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種使用氣體噴霧制備金屬復(fù)合粉末的設(shè)備，所述設(shè)備包括：包含熔堝的上腔室，在所述熔堝中引入基質(zhì)相并進(jìn)行熔融；進(jìn)料裝置，所述進(jìn)料裝置包含在所述上腔室中的熔堝上側(cè)，所述進(jìn)料裝置能夠向所述熔堝中選擇性地引入增強(qiáng)相；攪拌裝置，所述攪拌裝置用于攪拌通過所述進(jìn)料裝置引入所述熔堝的增強(qiáng)相和在所述熔堝中通過加熱形成的熔融物；噴霧嘴，所述噴霧嘴用于通過將熔融混合物和氣體一起噴霧來生成金屬復(fù)合粉末，所述熔融混合物通過攪拌裝置對(duì)所述增強(qiáng)相和所述熔融物進(jìn)行攪拌來形成；以及下腔室，所述下腔室是通過噴霧嘴生成的金屬復(fù)合粉末的收集空間。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種使用氣體噴霧制備金屬復(fù)合粉末的方法，所述方法包括：在通過加熱將包含增強(qiáng)相的鋁錠塊或鋁硅（Al-Si）基合金熔融后，通過加入金屬錠塊、合金錠塊或鋁-增強(qiáng)相粉末并攪拌來制備熔融物；或者，在使鋁-增強(qiáng)相粉末經(jīng)受鋁箔化（subjected?to?Al-foiling）后，將所述鋁-增強(qiáng)相粉末裝料在鋁母材的底部，通過對(duì)所述鋁母材進(jìn)行加熱和攪拌來制備熔融物（步驟1）；以及，將所述步驟1中制備的熔融物和氣體一起噴霧以制備金屬復(fù)合粉末（步驟2）。

如本發(fā)明所述，可大量生產(chǎn)用于粉末冶金學(xué)的包含性能控制增強(qiáng)相的金屬復(fù)合粉末。

可通過使用由此生產(chǎn)的金屬復(fù)合粉末進(jìn)行粉末冶金加工來生產(chǎn)具有改進(jìn)的機(jī)械性能的產(chǎn)品。

附圖說明

圖1為示出了使用如本發(fā)明所述的氣體噴霧制備金屬復(fù)合粉末的裝置的示意圖；

圖2為示出了使用如本發(fā)明所述的氣體噴霧制備金屬復(fù)合粉末的方法的流程圖；

圖3為示出根據(jù)本發(fā)明的制備方法制備的金屬復(fù)合粉末的晶體結(jié)構(gòu)的剖視圖；

圖4為顯示出通過本發(fā)明的制備方法制備的含有碳化硅（SiC）的鋁（Al）復(fù)合粉末的微結(jié)構(gòu)和所述微結(jié)構(gòu)的放大部分的顯微照片；

圖5顯示出在通過本發(fā)明的制備方法制備的含有碳化硅（SiC）的鋁（Al）復(fù)合粉末上進(jìn)行的電子探針微量分析（EPMA）的結(jié)果；

圖6為顯示出在通過本發(fā)明的制備方法制備的含有碳化硅（SiC）的鋁（Al）復(fù)合粉末上進(jìn)行的X射線衍射分析的結(jié)果圖；