[發明專利]Ni包Al包覆Fe基非晶合金復合粉末及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201810079700.2
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108247042B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 姜超平;劉王強
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;C23C4/06;C23C4/134
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明公開了一種Ni包Al包覆Fe基非晶合金復合粉末，該復合粉末由Fe基非晶合金粉末內核和包覆在Fe基非晶合金粉末內核外的Ni包Al粉末殼體組成。本發明還公開了一種Ni包Al包覆Fe基非晶合金復合粉末的制備方法，該方法將Fe基非晶合金粉末和Ni包Al粉末進行球磨處理得到復合粉末。本發明還公開了一種應用Ni包Al包覆Fe基非晶合金復合粉末進行等離子噴涂制備涂層的方法。本發明的復合粉末結構較為穩定，改善了Fe基非晶合金的熔化狀態和鋪展變形能力，提高了Fe基非晶合金粉末之間的結合作用。本發明的制備方法提高了復合粉末的均勻性。本發明制備的涂層結構致密，孔隙率低，耐腐蝕性能強。

技術領域

本發明屬于表面材料制備技術領域，具體涉及一種Ni包Al包覆Fe基非晶合金復合粉末及其制備方法和應用。

背景技術

Fe基非晶合金是一種具有非晶結構的合金，在熱力學上處于亞穩狀態，具有優異的力學性能，磁學性能和耐腐蝕性能。采用等離子噴涂法制備得到的Fe基非晶合金涂層因其獨特的構相而具有高強度、硬度和耐腐蝕性能，得到了廣泛關注。然而在等離子噴涂過程中，由于Fe基非晶合金粉末粒子在基體上的鋪展變形能力有限，Fe基非晶合金粉末粒子之間相互嵌套疊加，堆積形成含有孔隙的層狀結構，涂層的孔隙率增加。而涂層層狀結構中的孔隙形成了腐蝕通道，大大降低了Fe基非晶合金涂層的耐腐蝕性能，嚴重影響了Fe基非晶合金涂層的應用。

等離子噴涂技術中常常通過提高粉末粒子的噴射速度，提高噴涂基體的溫度以改善粉末粒子的受熱與熔化狀態，減少環境氣氛對高溫噴射粒子的作用等方法來降低涂層的孔隙率。但是這些方法均會促進Fe基非晶合金由亞穩態向穩態轉變，導致形成的Fe基非晶合金涂層中非晶含量顯著降低，進一步降低Fe基非晶合金涂層的耐腐蝕性能。有研究將Fe基非晶合金粉末和其它粉末機械混合后形成的復合粉末通過等離子噴涂形成復合涂層，但復合粉末中Fe基非晶合金粉末和其它粉末為非均勻混合，復合涂層內部容易氧化脫碳，嚴重影響了復合涂層的性能。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供了一種Ni包Al包覆Fe基非晶合金復合粉末。該復合粉末由Fe基非晶合金粉末內核和包覆在Fe基非晶合金粉末內核外的Ni包Al粉末殼體組成，結構較為穩定，改善了Fe基非晶合金的熔化狀態和鋪展變形能力，提高了Fe基非晶合金粉末之間的結合作用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：Ni包Al包覆Fe基非晶合金復合粉末，其特征在于，該復合粉末由Fe基非晶合金粉末內核和包覆在Fe基非晶合金粉末內核外的Ni包Al粉末殼體組成，所述復合粉末中Ni包Al粉末的質量含量為5％～20％，Fe基非晶合金粉末的質量含量為80％～95％。

上述的Ni包Al包覆Fe基非晶合金復合粉末，其特征在于，所述Ni包Al粉末的成分為Ni₉₀Al₁₀，粒徑為1μm～30μm；所述Fe基非晶合金粉末的成分為Fe_62.8Ni_13.6Cr_9.9Mo_8.6Si_1.9C_2.3B_0.9，粒徑為15μm～50μm。

另外，本發明還提供了一種Ni包Al包覆Fe基非晶合金復合粉末的制備方法，其特征在于，該方法的具體過程如下：將Ni包Al粉末和Fe基非晶合金粉末分別進行干燥，然后混合均勻形成混合粉末，再將所述混合粉末置于行星式球磨機中進行球磨處理，得到Ni包Al包覆Fe基非晶合金復合粉末。

上述的方法，其特征在于，所述球磨處理采用的磨球為直徑8mm和直徑12mm的316不銹鋼球，所述直徑8mm的316不銹鋼球與直徑12mm的316不銹鋼球的質量比為2:1，所述球磨處理采用的球磨罐為容積為100mL的MC高耐磨尼龍罐。

上述的方法，其特征在于，所述球磨處理的過程中磨球和混合粉末的質量比為10:1～15:1。