[發明專利]一種制取難熔化金屬粉末的方法

在審

• 申請號: 202010638152.X
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111804926A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 張桂芳;姜琦;施哲;嚴鵬;周春暉;劉宇;楊睿瀟;楊清榮
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B22F9/12
• 分類號: B22F9/12
• 代理公司: 昆明明潤知識產權代理事務所(普通合伙) 53215
• 代理人: 張云

本發明涉及一種制取難熔化金屬粉末的方法，屬于金屬粉末的制備技術領域。將難熔金屬原料加工成顆粒狀；將得到的顆粒狀原料放置在電磁懸浮精煉設備的感應線圈中，通入保護性氣體純Ar，接通電源后金屬顆粒懸浮并熔化為液態懸浮于空中；將懸浮的金屬顆粒繼續懸浮熔煉，當液態金屬熔滴溫度遠大于其熔化溫度時液態金屬開始蒸發，產生金屬粉末懸浮于保護氣體中，冷凝后在氣體出口處收集保護氣體中的冷凝粉末；將冷凝粉末進行干燥處理，制備得到難熔化金屬粉末。本方法可以解決難熔金屬材料的粉末制取問題，可實現快速、簡單、環保的制取難熔金屬粉末。

技術領域

本發明涉及一種制取難熔化金屬粉末的方法，屬于金屬粉末的制備技術領域。

背景技術

難熔化金屬對新材料的研制及現有材料的性能改善起著重要的作用。對于精度較高的新材料，加入的合金元素需同時滿足粒度與質量的要求。目前金屬粉末的主要制備方法為等離子旋轉電極法、氣化霧化法及物理化學法。

等離子旋轉電極法易制取球形度較好的球形粉末但不易制取粉末，材料利用率不高；氣化霧化法分為傳統霧化技術和新型霧化技術，傳統霧化技術適用于制取鋁等低熔點金屬粉末，新型霧化技術中的熱氣霧化法可以提供較高霧化率并廣泛應用于不銹鋼、鐵合金、鎳合金、磁性材料等合金粉末的生產，但是由于其特殊的加熱噴嘴設計，鮮少有機構進行研究；物理化學法是一項成熟的制造金屬粉末的工藝技術，但是該方法只局限于易與氫氣反應和吸氫后脆性提高易破碎的金屬材料。根據以上方法的特點，目前，難熔化金屬粉末的制備已經取得了進展。

鈮粉末是航空、低溫超導等高端科技產品中的重要組成元素，可以提高產品耐熱性、強度、導熱性。目前熔鹽電解法可以被用于制備鈮粉，由于該方法將石墨陽極與陰極同時溶于熔鹽中，所以熔鹽中電位的控制、陰極處雜質的沉淀、雜質帶來的副反應都是目前遇到的難題，同時該方法的制備還需要消耗12小時以上的大量時間。CN200610149612描述了一種粉末冶金用鈮粉末的制備方法，其包括：將粉末壓制成坯條，經過真空燒結，氫化制粉，再進行脫氧、脫氫熱處理，然后進行酸洗、水洗、烘干，最后得到鈮粉末，該方法可以有效制得鈮粉末，但全過程需耗時7小時及以上。

鈦粉末被廣泛的應用于航空航天、醫療器械、冶金等領域中，具有降低材料重量、提高強度、耐酸堿腐蝕等優點。CN201711022391描述了一種制備鈦粉的方法，其包括：鈦物料與氧化鈣混合、壓制、燒結，將燒結產物與氫化鈣混合、壓制，得到預還原坯料，再經過真空熱還原，得到粗產物，將粗產物進行酸洗、水洗、烘干，最終得到鈦粉，但全程耗時6小時及以上。

目前，已有方法可以實現難熔化金屬粉末的制備，但是這些方法都存在著設備復雜、工藝路線長、消耗時間長、產生的副產品或使用的溶劑對環境有污染的問題。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題及不足，本發明提供一種制取難熔化金屬粉末的方法。本方法可以解決難熔金屬材料的粉末制取問題，可實現快速、簡單、環保的制取難熔金屬粉末。

為解決技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種制取難熔化金屬粉末的方法，其包括以下步驟：

步驟1：將難熔金屬原料進行線切割或打磨，加工成顆粒狀，其中顆粒粒度約為小于16mm的顆粒；

步驟2：將步驟1得到的顆粒狀原料放置在電磁懸浮精煉設備的感應線圈中，通入保護性氣體純Ar，控制電源系統：輸入電流200～400A、輸入功率3000～4500W、輸入頻率180～450kHz，接通電源后金屬顆粒懸浮并熔化為液態懸浮于空中；

步驟3：將經步驟2懸浮的金屬顆粒繼續懸浮熔煉，當液態金屬熔滴溫度遠大于其熔化溫度時液態金屬開始蒸發，產生金屬粉末懸浮于保護氣體中，冷凝后在氣體出口處收集保護氣體中的冷凝粉末；

步驟4：將步驟3得到的冷凝粉末進行干燥處理，制備得到難熔化金屬粉末。