[發明專利]一種用等離子旋轉電極霧化制粉制備減摩耐磨BN/CuSn10粉末方法

有效

• 申請號: 202110287879.2
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113134615B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 鄒軍濤;王家繼;關燚;孫利星
• 申請（專利權）人: 圣航粉末冶金河北有限公司
• 主分類號: B22F9/14
• 分類號: B22F9/14;B22F1/14;B22F3/04;B22F3/10;B22F3/14;C22C9/02;C22C1/04
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理有限公司 11624
• 代理人: 宋文婉

1.一種用等離子旋轉電極霧化制粉制備減摩耐磨BN/CuSn10粉末方法，其特征在于，具體按以下步驟實施：

步驟1，將銅粉、錫粉和氮化硼粉末進行混合，氮化硼粉末占BN/CuSn10復合材料總質量的0.4-2.4%，錫粉占10%，其余為銅粉，將混合粉末放入混料機中，以200r/min的轉速混粉8h，得到分布均勻的混合粉末；

步驟2，將混合粉用冷等靜壓法進行壓樣，得到塊體；

步驟3，將塊體進行真空燒結，得到BN/CuSn10塊體；

步驟4，將BN/CuSn10塊體放入旋轉進給裝置中進行真空處理，真空處理后通過等離子旋轉電極霧化法制備減摩耐磨BN/CuSn10粉末，具體按以下步驟實施：

步驟4.1，將真空燒結后的復合材料進行機械加工處理，加工為直徑30-90mm的棒材，再將棒料裝入旋轉進給器中，用酒精擦拭進行密封，利用真空系統進行抽真空，至真空度小于8×10^-2?Pa，沖入純度為99.9%的氬氣，待霧化室充滿氬氣，并開啟循環泵和冷卻水；

步驟4.2，旋轉制粉：啟動旋轉進給器，直至速度達到設定范圍，啟動粒子槍電源，產生高溫等離子弧，融化棒材，隨后冷卻凝固獲得金屬粉末；隨后重復此過程持續進給棒材，保證制粉過程持續進行，電極棒轉速為16000r/min-18000r/min，電流強度為1700A-1800A，材料的進給速率為0.8mm/s-1.0mm/s；

步驟5，將BN/CuSn10粉末按步驟2的方法進行壓型，隨后進行真空熱壓燒結，保溫保壓后隨爐降溫冷卻，得到致密的BN/CuSn10復合材料；

步驟6，將步驟5中得到的BN/CuSn10復合材料按照30-40%變形量進行冷軋塑性變形，每次變形量為2-3mm，通過加工硬化，得到高強度高耐磨的BN/CuSn10復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種用等離子旋轉電極霧化制粉制備減摩耐磨BN/CuSn10粉末方法，其特征在于，所述步驟2中冷壓過程中壓強為300MPa，保壓時間為240-300s。

3.根據權利要求1所述的一種用等離子旋轉電極霧化制粉制備減摩耐磨BN/CuSn10粉末方法，其特征在于，所述步驟3具體包括以下步驟：

真空燒結具體包括：將冷壓成型的塊體放入真空燒結爐中，先進行真空處理，再升溫燒結，當溫度達到500-700℃，保溫1h；

降溫冷卻過程具體包括：隨爐降溫冷卻至室溫，得到BN/CuSn10材料。

4.根據權利要求3所述的一種用等離子旋轉電極霧化制粉制備減摩耐磨BN/CuSn10粉末方法，其特征在于，所述真空燒結過程中，真空度不低于6.67?×10^-2?Pa進行燒結。

5.根據權利要求1所述的一種用等離子旋轉電極霧化制粉制備減摩耐磨BN/CuSn10粉末方法，其特征在于，所述步驟5中將步驟4得到的金屬復合粉末采用冷等靜壓法進行壓樣，在冷壓過程中壓強為300MPa，保壓時間為240-300s；

真空熱壓燒結具體為：將冷壓形成的塊體先放入石墨坩堝中，隨后一起放入真空熱壓爐中，在真空度低于8×10^-3Pa時開始升溫，以5℃/min的升溫速率由室溫升溫至300℃，保溫30min，保壓0MPa；然后以5℃/min的升溫速率由300℃升溫至600℃，保溫30min，保壓0MPa；隨后以5℃/min的升溫速率加熱至800-900℃，保溫30-60min，開始進行加壓10-25MPa；真空熱壓燒結過程中真空度不低于6.67?×10^-2?Pa；

最后隨爐降溫冷卻至室溫，得到致密的BN/CuSn10復合材料。