[發明專利]一種通過料漿包裹加熱固化制備機械包覆粉末的方法

有效

• 申請號: 202010371453.0
• 申請日: 2020-05-06
• 公開（公告）號: CN111496246B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 于月光;劉建明;章德銘;沈婕;劉通;張鑫;郭丹;程旭瑩;黃凌峰;王帥
• 申請（專利權）人: 北京礦冶科技集團有限公司;北礦新材科技有限公司
• 主分類號: B22F1/18
• 分類號: B22F1/18;B22F9/02
• 代理公司: 北京華仁聯合知識產權代理有限公司 11588
• 代理人: 尹春雷

一種通過料漿包裹加熱固化制備機械包覆粉末的方法，屬于航空發動機及燃氣輪機技術領域，包括以下步驟：(1)將可磨耗組分粉末、骨架組分粉末與粘結劑配置成漿料并攪拌均勻；(2)對分散均勻的料漿進行三段式邊加熱邊攪拌的“料漿包裹+加熱固化”機械包覆制粉：第一段為高溫快速渦輪式攪拌，實現物料的料漿包裹；第二段為中溫中速框式攪拌，實現有機膠膜的加熱固化；第三段為低溫慢速槳葉式攪拌，實現固態顆粒團塊的柔性打散；(3)對打散后的粉末進行篩分獲得最終成品粉末。與現有技術相比，采用本發明的制備方法，可將粉末成品率提高40％以上，粉末制備時間縮短20％以上。

技術領域

本發明屬于航空發動機及燃氣輪機技術領域，涉及一種制備復合粉末的方法，具體涉及一種通過料漿包裹加熱固化制備機械包覆粉末的方法。

背景技術

可磨耗封嚴涂層涂覆于燃氣輪機靜子部件表面，在高溫高速工況下與轉子部件對磨時能夠發生主動磨耗，從而可通過轉、靜子的過盈配合實現轉、靜子之間最小間隙的控制，同時保護轉子部件不被磨損，其對于降低燃氣輪機油耗、提高效率和運行安全性具有重要意義。可磨耗封嚴涂層由可磨耗組分和骨架組分組成，可磨耗組分一般為低剪切強度的非金屬材料如石墨、氮化硼、聚苯酯等，提供涂層的可磨耗性；骨架組分一般是Al、AlSi、CuAl、NiCr等金屬或陶瓷，賦予涂層一定的強度及抗氧化性等。可磨耗封嚴涂層最主要的制備工藝為熱噴涂。

可磨耗涂層一般采用熱噴涂工藝制備，其過程為采用高溫高速火焰將涂層材料熔化、加速后，噴射到基體表面形成涂層。可磨耗涂層粉末材料由可磨耗組分和骨架組分組成，可磨耗組分一般為低剪切強度的非金屬材料如石墨、氮化硼、聚苯酯等，骨架組分一般是Al、AlSi、CuAl、NiCr等金屬或陶瓷。骨架組分容易被高溫高速焰流熔化及加速，能夠以液態或半固態形式貼合在基體上，在噴涂中具有高的沉積率，而可磨耗組分由于其質輕、易氧化、塑性差等原因，在熱噴涂焰流中不易加速、容易燒損、在撞擊到基體后容易散落等，導致其沉積率很低。

可磨耗封嚴涂層中可磨耗組分的含量對其可磨耗性至關重要，但是由于可磨耗組分質輕、易氧化、塑性差、粘附性差等原因，在熱噴涂焰流中不易加速、容易燒損、在撞擊到基體后容易散落等，導致其沉積率很低，并引起整體粉末的噴涂沉積率較低。可磨耗封嚴涂層在熱噴涂過程中可磨耗組分損失的控制是本領域要解決的一個重要問題。

用骨架組分包覆易損失的可磨耗組分構成包覆型復合顆粒粉末，可有效降低可磨耗組分的損失，是減少可磨耗組分熱噴涂損失的一個主要技術手段。機械包覆工藝是制備包覆型粉末的一種重要方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備機械包覆粉末的方法，克服現有機械包覆工藝粉末成品率低、制備效率低等問題。經過發明人的不懈努力，發明了采用“料漿包裹+加熱固化”的工藝方法，可有效提高機械包覆粉末的成品率及制備效率，具體技術方案如下。

一種通過料漿包裹加熱固化制備機械包覆粉末的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將可磨耗組分粉末、骨架組分粉末與粘結劑配置成漿料并攪拌均勻；

(2)對分散均勻的料漿進行三段式邊加熱邊攪拌的“料漿包裹+加熱固化”機械包覆制粉：第一段為高溫快速渦輪式攪拌，實現物料的料漿包裹；第二段為中溫中速框式攪拌，實現有機膠膜的加熱固化；第三段為低溫慢速槳葉式攪拌，實現固態顆粒團塊的柔性打散；

(3)對打散后的粉末進行篩分獲得最終成品粉末。

進一步地，所述可磨耗組分粉末，包括但不限于石墨、氮化硼、聚苯酯、膨潤土、硅藻土等中的一種或幾種的混合物，粉末粒度45μm～200μm。

進一步地，所述骨架組分粉末，包括但不限于Al、AlSi、CuAl、NiCr等金屬或陶瓷等中的一種或幾種的混合物，粉末粒度不大于45μm。