[發明專利]一種采用SS-PREP制備的鈷基合金粉末的等離子噴涂方法

在審

• 申請號: 201711397135.6
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108034918A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 閆飛;韓志宇;陳小林;劉洋;王慶相;梁書錦;張平祥
• 申請（專利權）人: 西安歐中材料科技有限公司
• 主分類號: C23C4/134
• 分類號: C23C4/134;C23C4/08;B22F1/00;B22F9/14
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 第五思軍

一種采用SS?PREP制備的鈷基合金粉末的等離子噴涂方法，包括以下步驟：1）采SS?PREP工藝制備鈷基合金粉末，篩分得到粒度為5～200μm的鈷基合金粉末；2）采用熱噴涂工藝制備鈷基合金涂層；采用SS?PREP工藝制備的粉末呈高等級球形，具有粒度范圍窄且可控、粉末流動性好、高松裝比、粉末表面光潔、無污染等優點。采用本方法制備的鈷基合金涂層孔隙率低，且與基體的結合性能好，同時避免了粉末因粒度過大、流動性不佳而引入的粉末球磨過程，提升了生產效率。

技術領域

本發明屬于金屬粉末噴涂技術領域，具體涉及一種采用SS-PREP制備的鈷基合金粉末的等離子噴涂方法。

背景技術

熱噴涂技術是一種通過專用設備將某種固體材料熔化并加速噴射到基體表面，形成一種特制薄層，以提高機件耐磨、耐蝕、耐高溫等性能的表面工程技術。粉末是重要的噴涂原材料，除電弧噴涂外，其余的噴涂技術均可以粉末作為原材料。

粉末的品質決定了涂層的質量，包括粉末的粒度分布、流動性、氧含量等因素。其中，粉末粒度的選擇直接影響到噴槍的使用性能和涂層的質量。粉末粒度過細時，容易造成噴嘴的堵塞和粉末的蒸發；粉末粒度過粗時，會造成粉末的熔化不均勻，涂層中的夾生粉末增多，影響涂層的質量。氧含量是影響粉末純凈度的重要指標，粉末表面氧含量高，會在粉末表面形成氧化膜，影響與基體的結合性能。而粉末的流動性則影響了送粉的均勻性。目前，鈷基合金粉末通常采用氣霧化工藝制備，氣霧化法制備的粉末粒度分布較寬，且含有較多的空心粉、粘接粉，且流動性較差，氧含量偏高，粉末品質限制了合金涂層的性能。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種采用SS-PREP 鈷基合金粉末的等離子噴涂方法，采用高品質、超純凈的SS-PREP粉末作為原材料，從而制備具有良好結合性能的涂層。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種采用SS-PREP 鈷基合金粉末的等離子噴涂方法，包括以下步驟：

1）采用采用SS-PREP工藝制備鈷基合金粉末，鈷基合金粉末的粒徑為5～200μm；

2）采用等離子噴涂設備進行成形，噴涂功率2～50kW，噴涂距離10～200mm，送粉量20～100L/min。

所述的SS-PREP 鈷基合金粉末粒度為15～150μm，球形度＞98%，霍爾流速<14s/50g，松裝比≥60%。

本發明的有益效果在于：

與現有技術相比，鈷基合金具有良好的高溫性能、耐磨性、耐蝕性，是重要的噴涂材料，用途及其廣泛，常用于航空、汽車、高溫化工工業等領域，典型的種類包括Stellite、Tribaloy等系列。而本發明采用的SS-PREP（用超高轉速等離子旋轉電極制粉工藝）技術可以很好的解決以上問題。而SS-PREP工藝在以上方面具有較大的優勢。近年來，隨著超高速等離子旋轉電極制粉（SS-PREP）的技術突破，使得PREP 鈷基合金粉末在噴涂領域的應用成為可能。相對于其他制粉工藝，SS-PREP工藝實現了電極棒超高轉速下制粉，可以制備超細合金粉；且通過工藝參數的調節，可以制備粒徑為5～500μm的粉末。且粉末呈完美球形，不存在粘接粉、衛星粉等缺陷，因而粉末具有良好的流動性，霍爾流速約為12~14s/50g。此外，SS-PREP工藝實現了粉末制備的全流程制備在惰性氣體保護下進行，保證了合金粉末的超低氧含量。因此，范圍內，因此在噴涂領域，鈷基合金具有極大的發展前景。

本發明使用超高速等離子旋轉電極制粉工藝，實現了高等級球形、超低氧含量、良好流動性的鈷基合金粉末的制備，使得噴涂用鈷基合金粉末不僅僅局限在氣霧化、水霧化等粉末領域，拓寬了噴涂用鈷基合金粉末的種類，提升了涂層與基體的結合性能。經過SS-PREP工藝制備的鈷基合金粉末，避免了粉末因粒度過大、流動性不佳而引入的粉末球磨過程，簡化了噴涂的工序。