一种制备金属钼球形微粉或超微粉的方法技术

本发明专利技术公开了一种制备金属钼球形微粉或超微粉的方法：1)对制备装置进行气体置换，使其内原有气体完全排出；2)经绝缘端盖向加热筒体内送入工作气体和辅助气体；3)开启电气系统使感应线圈通电，在加热筒体内部形成梯度温度场；4)向一级粉体收集罐通入循环水，同时向螺旋送粉器加入氧化钼粉体，开启第一电机驱动螺旋送粉器运行；从气管通入粉体携带气体，粉体携带气体采用氢气；5)关闭第一电机、电气系统，切断粉体携带气体、辅助气体及工作气体的供给。本发明专利技术提高了钼粉的球形度，整个流程可以连续、密闭的进行，具有设计合理、设备简单、易于控制等特点，且反应速度快，生产效率高，适合于大规模加工生产。

【技术实现步骤摘要】
一种制备金属钼球形微粉或超微粉的方法
本专利技术属于粉末冶金领域，具体涉及一种制备金属钼球形微粉或超微粉的方法。
技术介绍
难熔金属钼的球形粉末由于优良的流动性和高松装密度在热喷涂、注射成形、粉末冶金及焊接等领域具有广泛应用。采用球形钼粉制备的多孔钼骨架材料，其孔道连通，可确保钼骨架的熔渗通道畅通，制备出组织均匀的钼铜合金材料，采用球形钼粉制备的钼铜触头材料组织均匀，烧蚀程度基本一致，可防止因为材料组织不均匀而产生局部过渡烧蚀或击穿，改善钼铜合金触头的性能，提高其寿命。球形钼粉因其流动性好、松装密度大，喷涂得到的涂层更均匀、致密而具有良好的耐磨性。因球形钼粉的流动性好、松比大，在粉末冶金钼制品生产中，压坯在烧结时收缩均匀，收缩率小，可实现良好的尺寸控制，获得理想烧结坯体材料，利于烧结坯的后续加工。另外，将球形钼粉应用于近成形工艺，可以制得钼异形件，提高原料的利用率，显著的降低加工成本。目前，钼粉的球化方法主要有喷雾造粒法、雾化法、旋转电极法等。喷雾造粒法生产的球形钼粉颗粒表面粗糙、流动性差、松比低，另外，制备喷涂料浆过程中引入有机粘结剂，容易对物料形成C、O等元素的污染，引入有机粘结剂，需要后续的排胶、烧结等工艺的衔接，延长了工艺流程，提高了生产成本；水雾化法工艺制备球形粉末易于形成金属氧化物，而气雾化工艺易于形成连体颗粒且颗粒内部有气孔，这些对粉末后续使用都是不利的；用旋转电极法制备球形粉末，因为电极转速的制约，旋转电极工艺所制备的粉末粒度较粗大，一般大于100目，而大颗粒金属粉末在粉末后续使用过程中不易熔融，容易“夹生”，最终影响制品的性能，且雾化设备和等离子设备投资巨大，产量较低，致使产品成本居高不下，影响推广。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本专利技术的目的在于，提供一种制备金属钼球形微粉或超微粉的方法。本专利技术采用如下技术方案：一种制备金属钼球形微粉或超微粉的方法，具体包括如下步骤：1)对制备装置进行气体置换，使其内原有气体完全排出；2)经工作气体入口和辅助气体入口向加热筒体内送入工作气体和辅助气体；工作气体、辅助气体均采用氢气；3)开启电气系统使使加热筒体上的感应线圈通电，在加热筒体内部形成梯度温度场；4)向一级粉体收集罐通入循环水，同时向螺旋送粉器加入氧化钼粉体，开启第一电机驱动螺旋送粉器运行；从气管通入粉体携带气体，粉体携带气体采用氢气；粉体携带气体携带由螺旋送粉器输出的氧化钼粉体，依次经粉体均匀化装置和送粉气体管，输送到加热筒体内，氧化钼粉体在加热筒体反应，得到球形钼微粉或超微粉由一级粉体收集罐和二级粉体收集罐依次收集；5)制备任务量完成时，先关闭第一电机以停止输送氧化钼粉末，然后关闭与加热筒体的感应线圈相连接的电气系统，最后切断粉体携带气体、辅助气体及工作气体的供给。进一步的，所述步骤1)具体操作：利用抽气泵将制备装置内抽真空使其内形成负压，然后从气管、辅助气体入口和工作气体入口同时通入氢气实现气体置换。进一步的，所述步骤2)中，所述工作气体的流量为6～9m3/h；所述辅助气体的流量为2～3m3/h。进一步的，所述步骤3)中，所述感应线圈上加载的高压电为6kV～9kV，电气系统输入功率为20～100kW。进一步的，所述步骤4)中，所述氧化钼粉体的粒径为50～200μm，氧化钼粉末加入速度为1.0～3kg/h。进一步的，所述步骤4)中，所述粉体携带气体流量为0.3～1.5m3/h。进一步的，所述步骤4)中，所述得到的球形钼微粉或超微粉的粒度范围为0.1～100μm。进一步的，所述制备装置包括粉体均匀化装置、气管、螺旋送粉器、料仓、第一电机、一级粉体收集罐、送粉气体管、绝缘端盖、加热筒体、加热筒体支架、二级粉体收集罐、抽气泵和第二电机，其中：所述第一电机连接螺旋送粉器为其提供驱动力；料仓连接螺旋送粉器的进料端，螺旋送粉器通过送粉气体管连接加热筒体；在所述螺旋送粉器与送粉气体管之间安装粉体均匀化装置，该粉体均匀化装置带有两个气管；粉体均匀化装置采用一管径比螺旋送粉器的送粉管管径大的圆筒；所述加热筒体的外壁上均匀缠绕有与电气系统相连接的感应线圈；加热筒体的上端可拆卸地安装有绝缘端盖；所述送粉气体管进入绝缘端盖并延伸到加热筒体的中部即进入梯度温度场的上方；加热筒体外部套装加热筒体支架，并通过加热筒体支架安装在一级粉体收集罐上方；加热筒体下端与一级粉体收集罐连通；一级粉体收集罐的出口通过连接管与二级粉体收集罐的入口相连，且连接管沿粉末运动方向向上倾斜一定角度；二级粉体收集罐的出口处设置有废气排放口，且该出口连接带有第二电机的抽气泵。进一步的，所述绝缘端盖包括上盖和下盖两部分；其中，所述上盖为圆形且其中部有圆盘状的凸起，凸起的下部为圆筒状空腔，凸起的中心处设有中心通孔；所述下盖为一带有中孔的圆盘，且下盖下方设有一圆筒；该圆筒内径与下盖的内径、上盖的内径均相同；上盖与下盖扣合后两者之间形成一工作气体输送筒；上盖的侧壁的同一高度上对称设有两个工作气体入口，由该两个工作气体入口为起点，沿着上述工作气体输送筒的内壁设有两条相平行的螺旋状凹槽作为工作气体输送通道；下盖下半部分的侧壁的同一高度上对称设有两个辅助气体入口；所述圆筒的下端与加热筒体的中心点处于同一高度；圆筒的外壁与加热筒体内壁之间形成一环形空腔；该环形空腔能够使得由辅助气体入口进入加热筒体的辅助气体在加热筒体内壁上形成气帘，以防金属粉粘连在加热筒体的内壁上。进一步的，所述一级粉体收集罐为一圆筒，其侧壁为双层不锈钢结构，该双层结构之间形成厚度均匀的空腔，该空腔与一级粉体收集罐下端侧壁上的冷却水入口和其对面侧壁上端的冷却水出口相连通，该空腔用于通入循环水对一级粉体收集罐内的高温粉末快速冷凝球化。与现有方法相比，本专利技术将感应电磁场作用于加热筒体，并将加热筒体使用循环水冷却，筒体被加热进而在其内部产生的高温温度场，以氢气为工作气体、辅助气体和粉末携带气体，将氧化钼原料粉末送入筒体内部，氧化钼粉体在梯度温度场的作用下，瞬间裂解、气化为超细粉，并被氢气还原为钼粉颗粒，钼粉颗粒在梯度温度场作用下继续收缩，并经快速冷凝球化得到球形钼微粉或超微粉，其粒度范围为0.1～100μm。该方法克服了目前球形钼粉制备方法的不足，简化了生产流程，实现一步法制取球形钼粉，降低了生产成本，为球形钼粉推广奠定了坚实的基础。附图说明图1为本专利技术的方法所使用的制备装置的剖面示意图。图2为绝缘端盖的结构示意图。其中，图2(a)为绝缘盖体的整体结构示意图；图2(b)为上盖的示意图；图2(c)为下盖的示意图。图3为绝缘端盖中工作气体入口的示意图。图4为原料氧化钼电镜照片。图5为球化处理后得到的钼粉。图中各标记名称：1、粉体均匀化装置，2、气管，3、螺旋送粉器，4、料仓，5、第一电机，6、冷却水入口，7、一级粉体收集罐，8、梯度温度场，9、辅助气体，10、工作气体，11、送粉气体管，12、工作气体入口，13、绝缘端盖，14、辅助气体入口，15、加热筒体，16、加热筒体支架，17、冷却水出口，18、连接管，19、二级粉体收集罐、20、抽气泵，21、废气排放口，22、第二电机，23，金属过滤柱，24、上盖，25、下盖，26、凸起，27、中心通孔，28、工作气体输送通道，29、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备金属钼球形微粉或超微粉的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)对制备装置进行气体置换，使其内原有气体完全排出；2)经工作气体入口(12)和辅助气体入口(14)向加热筒体(15)内送入工作气体(10)和辅助气体(9)；工作气体(10)和辅助气体(9)均采用氢气；3)开启电气系统使加热筒体(15)上的感应线圈通电，在加热筒体(15)内部形成梯度温度场(8)；4)向一级粉体收集罐(7)通入循环水，同时向螺旋送粉器(3)加入氧化钼粉体，开启第一电机(5)驱动螺旋送粉器(3)运行；从气管(2)通入粉体携带气体(30)，粉体携带气体(30)采用氢气；粉体携带气体(30)携带由螺旋送粉器(3)输出的氧化钼粉体，依次经粉体均匀化装置(1)和送粉气体管(11)，输送到加热筒体(15)内，氧化钼粉体在加热筒体(15)反应，得到球形钼微粉或超微粉由一级粉体收集罐(7)和二级粉体收集罐(19)依次收集；5)制备任务量完成时，先关闭第一电机(5)以停止输送氧化钼粉末，然后关闭与加热筒体(15)的感应线圈相连接的电气系统，最后切断粉体携带气体、辅助气体及工作气体的供给。

【技术特征摘要】
1.一种制备金属钼球形微粉或超微粉的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)对制备装置进行气体置换，使其内原有气体完全排出；2)经工作气体入口(12)和辅助气体入口(14)向加热筒体(15)内送入工作气体(10)和辅助气体(9)；工作气体(10)和辅助气体(9)均采用氢气；3)开启电气系统使加热筒体(15)上的感应线圈通电，在加热筒体(15)内部形成梯度温度场(8)；所述感应线圈上加载的高压电为6KV～9KV，电气系统输入功率为20～100KW；所述梯度温度场的温度为1500～2000℃；4)向一级粉体收集罐(7)通入循环水，同时向螺旋送粉器(3)加入氧化钼粉体，开启第一电机(5)驱动螺旋送粉器(3)运行；从气管(2)通入粉体携带气体(30)，粉体携带气体(30)采用氢气；粉体携带气体(30)携带由螺旋送粉器(3)输出的氧化钼粉体，依次经粉体均匀化装置(1)和送粉气体管(11)，输送到加热筒体(15)内，氧化钼粉体在加热筒体(15)反应，得到球形钼微粉或超微粉由一级粉体收集罐(7)和二级粉体收集罐(19)依次收集；5)制备任务量完成时，先关闭第一电机(5)以停止输送氧化钼粉末，然后关闭与加热筒体(15)的感应线圈相连接的电气系统，最后切断粉体携带气体、辅助气体及工作气体的供给。2.如权利要求1所述的制备金属钼球形微粉或超微粉的方法，其特征在于，所述步骤1)具体操作：利用抽气泵(20)将制备装置内抽真空使其内形成负压，然后从气管(2)、辅助气体入口(14)和工作气体入口(12)同时通入氢气实现气体置换。3.如权利要求1所述的制备金属钼球形微粉或超微粉的方法，其特征在于，所述步骤2)中，所述工作气体(10)的流量为6～9M3/H；所述辅助气体(9)的流量为2～3M3/H。4.如权利要求1所述的制备金属钼球形微粉或超微粉的方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述氧化钼粉体的粒径为50～200μM，氧化钼粉末加入速度为1.0～3KG/H。5.如权利要求1所述的制备金属钼球形微粉或超微粉的方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述粉体携带气体(30)流量为0.3～1.5M3/H。6.如权利要求1所述的制备金属钼球形微粉或超微粉的方法，其特征在于，所述步骤4)中，所述得到的球形钼微粉或超微粉的粒度范围为0.1～100μM。7.如权利要求1所述的制备金属钼球形微粉或超微粉的方法，其特征在于，所述制备装置包括粉体均匀化装置(1)、气管(2)、螺旋送粉器(3)、料仓(4)、第一电机(5)、一级粉体收集罐(7)、送粉气体管(11)、绝缘端盖(13)、加热筒体(15)、加热筒体支架(16)、二级粉体收集罐(19)、抽气泵(20)和第二电机(22)，其中：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王快社，刘晓平，胡平，陈强，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61