金属包覆粉末表面合金化方法技术

一种金属包覆粉末表面合金化方法，涉及一种在金属包覆粉末表面进行合金化制备复合粉末的方法。其特征在于：制备方法为将金属包覆粉末与合金化粉末机械混合或团聚包覆后在真空或气氛保护环境下进行热处理。所制得粉末粒度为45～200μm，合金化元素质量百分含量为1～10%。采用这种方法制得的复合粉末可用于航空、航天等领域，作为热喷涂材料。这种粉末制备工艺简单易行，可实现规模化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种对金属包覆粉末进行表面合金化的复合粉末制备方法，属于热喷涂材料制备
。采用以上方法制备的粉末特别适合作为热喷涂粉末材料，可广泛应用于航空、航天、汽车、机械、船舶等领域。同时，以上方法同样适用于其他任何类似结构的包覆粉末的合金化制备。
技术介绍
为了满足涂层不同用途的需要，热喷涂用粉末材料近年来在成分、结构、性能上都有了很大的提高，制备方法也在不断改进。为了使涂层同时兼具如抗氧化性、抗腐蚀性、耐磨性等性能，热喷涂经常采用复合粉末作为喷涂材料，根据粉末中选用的成分及制备方法，涂层所表现出的性能也有所差异。热喷涂粉末主要分为合金、陶瓷、复合等类型，其中复合粉末又分为包覆型、团聚型、团聚包覆型等。包覆型粉末的制备方法主要分为物理和化学方法，工业上通常采用化学方法进行制备，如水热加压氢还原、化学镀、电镀法等，化学法制备的复合粉末包覆层为单一金属，难以获得合金的优异性能。团聚法主要采用加粘结剂机械混合的方法。而团聚包覆型粉末主要指采用机械混合团聚的方法制备包覆结构的复合粉末。采用团聚法制备复合粉末操作简单，生产规模可控，但由于采用粘结剂机械混合，很难避免细粉的散落。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有金属包覆粉末性能的不足，提供一种对金属包覆粉末进行合金化的方法，制备合金包覆复合粉末，主要针对镍包覆粉末、钴包覆粉末等金属包覆型粉末的铝合金化及铬合金化等金属元素的合金化。这种方法不但避免了因粘结强度不够造成的细粉散落，还能使金属元素间形成微冶金结合，使金属元素能够互相渗透，分布均匀，有利于涂层性能的提闻。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的:，其特征在于，包括下列步骤:(I)将金属包覆粉末与合金化元素的金属粉末按比例进行机械混合得到混合粉末；或者将金属包覆粉末与粘结剂进行混合并搅拌，待金属包覆粉末充分润湿后，加入合金化元素的金属粉末充分搅拌，然后烘干得到团聚粉末；(2)将步骤(I)得到的混合粉末或者团聚粉末进行热处理，热处理气氛为真空或氮气保护或氩气保护或氢气保护；(3)将步骤(2)热处理后的粉末冷却、破碎、筛分，得到合金包覆粉末。在一些实施方案中，所制得的合金包覆粉末粒度为45?200 μ m，合金化元素质量百分含量为I?10%。在一些实施方案中，所述合金化元素为金属铝、铬中的一种或几种，其粉末粒度为30nm ?20 μ m。在一些实施方案中，步骤(2)热处理参数如下:合金化元素为铝时，温度为600?1250°C，保温时间为0.5?72小时；合金化元素为铬时，温度为750?1300°C，保温时间为0.5?72小时；合金化元素为铝、铬混合物时，温度为700?1300°C，保温时间为0.5?72小时。在一些实施方案中，所述金属包覆粉末为镍包膨润土、镍包娃藻土、镍包石墨、镍包碳化钨、镍包氧化铝、镍包碳化硅、钴包碳化钨及其他镍、钴或其他金属包覆粉末中的任意一种。在一些实施方案中，所述金属包覆粉末的粒度为45?200 μ m，包覆金属的质量百分含量为30?90%。在一些实施方案中，步骤(I)为制备团聚粉末时，烘干温度为70?190°C。在一些实施方案中，步骤(I)为制备团聚粉末时，粘结剂为聚乙烯醇、甲乙胶、聚乙烯吡咯烷酮或羧甲基纤维素钠中的一种。在一些实施方案中，步骤(I)为制备团聚粉末时，粘结剂加入量为l_10wt%。本专利技术所提供的方法具有以下优点:工艺过程简单，工艺稳定，易形成规模化生产，可用于制备多种合金化包覆粉末。采用这种方法制备的合金包覆粉末，可使包覆型粉末外层的合金成分形成微冶金结合，成分分布均匀，结合致密，避免细粉散落，粉末热喷涂性能好，金属元素结合均匀致密，所制备的涂层抗氧化性、抗腐蚀性好。【附图说明】:附图是镍包膨润土表面合金化铝的复合粉末形貌。【具体实施方式】:以下结合附图对本专利技术做进一步说明。实施例1取IOOg粒度为45?150 μ m,镍的质量百分含量为65%的镍包膨润土粉末与IOg粒度为2?10 μ m的超细铝粉混合均匀，将混合粉末置于高纯氢气保护的高温烧结炉进行热处理，热处理温度为900°C，热处理时间为2h。热处理后冷却、破碎、筛分，所得到的镍铝合金包覆膨润土粉末形貌如附图所示。实施例2取IOOg粒度为45?200 μ m，镍的质量百分含量为70%的镍包硅藻土粉末与IOg粒度为I?2 μ m的超细铬粉混合均匀，将混合粉末置于高纯氩气保护的高温烧结炉进行热处理，热处理温度为1200°C，热处理时间为2h，热处理后冷却、破碎、筛分。实施例3取IOOg粒度为45?200 μ m，镍的质量百分含量为75 %的镍包石墨粉末，加入lwt%的聚乙烯醇进行混合并搅拌，待镍包石墨粉末充分润湿后，加入5g粒度为30?200nm的超细铝粉充分搅拌，然后烘干得到团聚粉末，置于真空高温烧结炉进行热处理，热处理温度为600°C，热处理时间为72h，热处理后冷却、破碎、筛分。实施例4取IOOg粒度为45?200 μ m，镍的质量百分含量为30 %的镍包碳化钨粉末，力口入10wt%的甲乙胶进行混合并搅拌，待镍包碳化钨粉末充分润湿后，加入5g粒度为30?200nm的超细铝粉和5g粒度为30?200nm的超细铬粉充分搅拌，然后烘干得到团聚粉末，置于高纯氮气保护高温烧结炉进行热处理，热处理温度为700°C，热处理时间为48h，热处理后冷却、破碎、筛分。实施例5取IOOg粒度为45?200 μ m，镍的质量百分含量为90 %的镍包氧化铝粉末，力口入5wt%的聚乙烯醇进行混合并搅拌，待镍包氧化铝粉末充分润湿后，加入5g粒度为30?200nm的超细铬粉充分搅拌，然后烘干得到团聚粉末，置于真空高温烧结炉进行热处理，热处理温度为800°C，热处理时间为60h，热处理后冷却、破碎、筛分。实施例6取IOOg粒度为45?200 μ m，镍的质量百分含量为50 %的镍包碳化硅粉末，加入5wt%的聚乙烯吡咯烷酮进行混合并搅拌，待镍包碳化硅粉末充分润湿后，加入5g粒度为5?20 μ m的超细铝粉充分搅拌，然后烘干得到团聚粉末，置于真空高温烧结炉进行热处理，热处理温度为1250°C，热处理时间为2h，热处理后冷却、破碎、筛分。实施例7取IOOg粒度为45?200 μ m，钴的质量百分含量为30 %的钴包碳化钨粉末，加入8wt%的羧甲基纤维素钠进行混合并搅拌，待钴包碳化钨粉末充分润湿后，加入5g粒度为5?20 μ m的超细铬粉充分搅拌，然后烘干得到团聚粉末，置于真空高温烧结炉进行热处理，热处理温度为1300°C，热处理时间为6h，热处理后冷却、破碎、筛分。本文档来自技高网...

【技术保护点】
金属包覆粉末表面合金化方法，其特征在于，包括下列步骤：（1）将金属包覆粉末与合金化元素的金属粉末按比例进行机械混合得到混合粉末；或者将金属包覆粉末与粘结剂进行混合并搅拌，待金属包覆粉末充分润湿后，加入合金化元素的金属粉末充分搅拌，然后烘干得到团聚粉末；（2）将步骤（1）得到的混合粉末或者团聚粉末进行热处理，热处理气氛为真空或氮气保护或氩气保护或氢气保护；（3）将步骤（2）热处理后的粉末冷却、破碎、筛分，得到合金包覆粉末。

【技术特征摘要】
1.金属包覆粉末表面合金化方法，其特征在于，包括下列步骤: (1)将金属包覆粉末与合金化元素的金属粉末按比例进行机械混合得到混合粉末； 或者 将金属包覆粉末与粘结剂进行混合并搅拌，待金属包覆粉末充分润湿后，加入合金化元素的金属粉末充分搅拌，然后烘干得到团聚粉末； (2)将步骤(I)得到的混合粉末或者团聚粉末进行热处理，热处理气氛为真空或氮气保护或氩气保护或氢气保护； (3)将步骤(2)热处理后的粉末冷却、破碎、筛分，得到合金包覆粉末。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所制得的合金包覆粉末粒度为45?200 μ m,合金化元素质量百分含量为I?10 %。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述合金化元素为金属铝、铬中的一种或几种，其粉末粒度为30nm?20 μ m。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(2)热处理参数如下:合金化元素为铝时，温度为600?1250°C，保温时间为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：于月光，冀晓鹃，章德铭，沈婕，杨永琦，刘建明，
申请(专利权)人：北京矿冶研究总院， 北矿新材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11