[發明專利]一種顆粒增強型預合金粉末及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201910541288.6
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110253029B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 付宇明;付晨;張鈺;鄭麗娟
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;C22C38/52;C22C38/48;C22C38/04;C22C38/18;B22F1/00;C23C24/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙曉琳

本發明提供了一種顆粒增強型預合金粉末及其制備方法與應用，屬于氣霧化合金粉末制備技術領域。將合金熔煉為金屬液體；將顆粒與氣體混合，得到氣粉混合物；將氣粉混合物噴出，利用氣粉混合物噴出時產生的氣流將所述金屬液體霧化。本發明利用氣粉混合物的噴出氣流將金屬液體霧化，實現了顆粒與金屬液體的預合金化，并提高了顆粒與金屬液體的混合均勻度，顯著提高了粉末的性能指標，為后續的激光熔覆提供了根本保證。實施例的數據表明：本發明所得顆粒增強型預合金粉末球形度好，平均粒徑為100～450目；用于激光熔覆時，熔覆層沒有孔洞，或者孔洞數量少，且熔覆層沒有分層現象。

技術領域

本發明涉及氣霧化合金粉末制備技術領域，尤其涉及一種顆粒增強型預合金粉末及其制備方法與應用。

背景技術

氣霧化技術所制備的粉末具有粒度細小、球形度高、氧含量低、冷凝速度快等優點，是目前生產高性能金屬粉末的主要方法，氣霧化生產的粉末約占世界粉末總產量的30％～50％。其中真空霧化制粉技術是指在真空條件下熔煉金屬材料，在氣體保護的條件下，高壓氣流將金屬液體霧化破碎成大量細小的液滴，液滴在飛行中凝固成球形或是近球形顆粒，其核心是將高速氣流的動能最大限度地轉化為新生粉末表面能，霧化介質通常為氬氣或氮氣等氣體，冷卻介質為氣體或液體，是激光熔覆各類粉末制備的主流方法。

在激光熔覆生產中，經過氣霧化方法制備的合金粉末可以直接熔覆使用，很多時候為了達到特殊性能，經常在合金粉末中添加適當比例的WC、SiC、TiC、Cr₂C₃等金屬陶瓷粉末，再經過混粉器進行機械混合，混合均勻后用于激光熔覆使用，所添加的金屬陶瓷粉末在激光熔覆層中將以硬質相存在，形成了硬質顆粒增強型合金熔覆層。

傳統方法是在已經制備好的合金粉末中直接添加金屬陶瓷粉末，再通過機械方法混合均勻，由于所添加的金屬陶瓷粉末與合金粉末密度不同，即便經過一定時間的混合，只能做到相對均勻，也必將影響到其后激光熔覆層中硬質合金顆粒的分布均勻性，容易在其后合金熔覆層中形成分層，做不到合金層均勻一致，也必將影響到合金層的使用性能。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種顆粒增強型預合金粉末及其制備方法與應用。本發明提供的制備方法實現了顆粒與金屬液體的均勻預合金化，顯著提高最終粉末的性能指標，為其后激光熔覆提供根本保證。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種顆粒增強型預合金粉末的制備方法，包括以下步驟：

將合金熔煉，得到金屬液體；

將顆粒與氣體混合，得到氣粉混合物；

將所述氣粉混合物噴出，利用氣粉混合物噴出時產生的氣流將所述金屬液體霧化，得到所述顆粒增強型預合金粉末。

優選地，所述氣粉混合物的溫度為-20℃～5℃。

優選地，所述氣粉混合物噴出的壓力為16～18公斤。

優選地，所述氣粉混合物噴出的速度≥1000m/s。

優選地，所述金屬液體的溫度為1525～1555℃。

優選地，所述氣粉混合物噴出的始點與所述金屬液體的距離為10～20mm。

優選地，所述金屬液體霧化時為水流狀。

優選地，所述水流狀金屬液體的流速為100～120cm/s。

本發明還提供了上述技術方案所述制備方法得到的顆粒增強型預合金粉末。

本發明還提供了上述技術方案所述的顆粒增強型預合金粉末在激光熔覆領域中的應用。