一种造粒钨粉致密化的方法技术

本发明专利技术公开了一种造粒钨粉致密化的方法，它包括如下步骤，多孔空壳或海绵状钨粉的制备；将收到的粉末通过射频感应耦合热等离子体粉末球化装置进行致密化处理。本发明专利技术的有益效果在于：利用离心喷雾造粒与射频感应耦合热等离子体致密化技术有机结合，解决了传统钨粉末冶金技术难以制造大粒径颗粒及喷雾造粒所制备的钨粉存在孔洞等难题，制备了分散性好的微米级球形致密钨粉。本发明专利技术提出的方法让空壳或海绵状的钨粉更加致密，球化率高，同时增加了粉末的流动性，提高了钨粉末的纯度，并且不会改变钨粉的相结构，有利于粉末在烧结成型、3D打印高性能钨制品等的应用，能够获得较高的附加值，该技术具有一定工业化能力。

A densification method of granulated tungsten powder

【技术实现步骤摘要】
一种造粒钨粉致密化的方法
本专利技术属于一种粉末冶金与粉末制备，具体涉及一种造粒钨粉致密化的方法。
技术介绍
作为一种难熔金属材料，钨的熔点最高，高温强度和抗蠕变性能以及导热、导电和电子发射性能均好，比重大，钨及其合金广泛应用于电子、电光源工业及火箭喷管等，而致密的球形钨粉具有良好的流动性、松装密度等特性，使得其主要应用在多孔钨基体材料的制备、制造金属切削刀具、耐磨零件、热喷涂领域以及粉末冶金注射成型等许多高新
近年来，随着增材制造技术(AM)的发展，对粉末的表面形貌、内部结构等性能的要求也越来越高。若在3D打印过程使用致密度高的球形钨粉作为原料，在打印铺料时，流动性好，粉体的堆积密度大，烧结后的制品收缩比较均匀，因此可以实现打印尺寸的精确控制，其制品的气孔率低，更加致密等，有可能得到性能更优越，尺寸更大的产品，比如，对于粒径分布范围在20～50μm的球形致密粉末颗粒，3D打印成型过程能够减少粉末之间的摩擦力，进而提升最终产品的性能，如机械强度、表面粗糙度等。等离子体技术由于其独特的高温性能，已经广泛应用于热喷涂、改善材料性能等领域，而射频感应耦合热等离子体弧体积大、射流稳定、操作方便，工艺参数易于调节控制，使之能较好地用于微米级粉体材料的致密化与球化。它提供了一个能量集中(等离子体中心区温度高达104℃以上)、温度较高且无电极污染的反应环境，制备的产品呈球形、反应气氛可控等特点，并且经过等离子体高温的作用后，其杂质的含量能够进一步降低，因此特别有利于微米级粉末的致密化与球形化，由该法制备的粉体材料具有优越的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种造粒钨粉致密化的方法，其粒径分布范围在10～50μm之间，球形度高，分散性好，致密度高。本专利技术的技术方案如下：一种造粒钨粉致密化的制备方法，它包括如下步骤，(1)多孔空壳或海绵状钨粉的制备；(2)将步骤1中收到的粉末通过射频感应耦合热等离子体粉末球化装置进行致密化处理。所述的步骤(1)为以粒径为3μm左右的钨粉作为原料，将其与水、粘合剂等均匀混合成浆料，再加入合金球进行球磨24h后，然后把混合好的浆料送入到离心喷雾干燥塔进行造粒，最后将造粒出来的粉末进行分筛后烘干得到粒径为10～50μm的多孔空壳或海绵状的钨粉。所述的步骤(2)中其主要工艺参数为：功率为60～80kW，氩气工作气流量为30～50slpm，氩气保护气流量为80～120slpm，系统负压为0.02Mpa～0.06Mpa，送粉器流量为0.8～1.8splm，送粉速率为12～30g/min。本专利技术的有益效果在于：利用离心喷雾造粒与射频感应耦合热等离子体致密化技术有机结合，解决了传统钨粉末冶金技术难以制造大粒径颗粒及喷雾造粒所制备的钨粉存在孔洞等难题，制备了分散性好的微米级球形致密钨粉。本专利技术提出的方法让空壳或海绵状的钨粉更加致密，球化率高，同时增加了粉末的流动性，提高了钨粉末的纯度，并且不会改变钨粉的相结构，有利于粉末在烧结成型、3D打印高性能钨制品等的应用，能够获得较高的附加值，该技术具有一定地工业化能力。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。一种造粒钨粉致密化的制备方法，其步骤包括：(1)多孔空壳或海绵状钨粉的制备以粒径为3μm左右的钨粉作为原料，将其与水、粘合剂等均匀混合成浆料，再加入合金球进行球磨24h后，然后把混合好的浆料送入到离心喷雾干燥塔进行造粒，最后将造粒出来的粉末进行分筛后烘干得到粒径为10～50μm的多孔空壳或海绵状的钨粉。(2)将步骤1中收到的粉末通过射频感应耦合热等离子体粉末球化装置进行致密化处理，其主要工艺参数为：功率为60～80kW，氩气工作气流量为30～50slpm，氩气保护气流量为80～120slpm，系统负压为0.02Mpa～0.06Mpa,送粉器流量为0.8～1.8splm，送粉速率为12～30g/min。具体实施例如下：(1)以粒径为3μm左右的钨粉作为原料，将其与水、粘合剂等均匀混合成粉浆，再加入合金球进行球磨24h后，然后把混合好的粉浆送入离心喷雾干燥塔进行造粒，最后将造粒出来的粉末进行分筛后烘干得到粒径为10～50μm的多孔空壳或海绵状的钨粉；(2)以氩气作为工作气和保护气，建立稳定的氩气等离子体射流，其主要参数为：板功率60～80kW，氩气工作气流量为30～50slpm，氩气保护气体流量为80～120slpm，系统负压为0.02Mpa～0.06Mpa；以氩气作为载气将步骤1所制备的原料通过插入到等离子体芯部的探头注入到等离子体的高温区域，其中载气的流量与粉末的注入速率分布控制在0.8～1.8splm和12～30g/min较为适宜；多孔空壳或海绵状的钨粉颗粒在等离子体飞行的过程中，与等离子体发生强烈的相互作用，经过对流换热、辐射和化学传热等多种机制的共同作用下迅速吸收热量融化并在较高的温度梯度下快速冷却、收缩和固化成型，最终获得致密的球形钨粉。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种造粒钨粉致密化的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤，/n(1)多孔空壳或海绵状钨粉的制备；/n(2)将步骤1中收到的粉末通过射频感应耦合热等离子体粉末球化装置进行致密化处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种造粒钨粉致密化的制备方法，其特征在于：它包括如下步骤，
(1)多孔空壳或海绵状钨粉的制备；
(2)将步骤1中收到的粉末通过射频感应耦合热等离子体粉末球化装置进行致密化处理。


2.如权利要求1所述的一种造粒钨粉致密化的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)为以粒径为3μm左右的钨粉作为原料，将其与水、粘合剂等均匀混合成浆料，再加入合金球进行球磨24h后，然后把混合好的浆料送入到离心喷雾...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伦江，程昌明，兰伟，童洪辉，金凡亚，
申请(专利权)人：核工业西南物理研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51