一種冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法及球形金屬粉末的製作方法
2023-11-05 22:34:52 1
一種冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法及球形金屬粉末的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法及球形金屬粉末，首先採用惰氣霧化的方法製備出粒度在4～45微米之間的球形金屬粉末；將製備得到的球形金屬粉末高速反覆撞擊在帶有相應規格表面凸起的基體上，使得所述球形金屬粉末的表面形成凹坑；將上述處理過的球形金屬粉末通過氣流分級，獲得表面帶有凹坑的球形金屬粉末。該方法通過改善粉末表面形貌，能有效抑制流動分離的發生，提高粉末在噴塗過程中的飛行速率，從而提高塗層緻密性。
【專利說明】—種冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法及球形金屬粉末
【技術領域】
[0001]本發明涉及冷噴塗【技術領域】，尤其涉及一種冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法及球形金屬粉末。
【背景技術】
[0002]冷噴塗是採用低溫預熱的超音速氣流(100?6001 )帶動固態顆粒高速飛行，在撞擊基體的同時顆粒發生絕熱剪切失穩形成塗層。採用該技術進行塗層製備過程中，粉末飛行的速率越高，塗層質量越高，性能越好。
[0003]現有技術方案中，冷噴塗用球形粉末在飛行過程中，球體周圍易形成層流邊界，而層流邊界層較易發生流動分離現象，即流線離開球的表面，在球體迎面形成高壓區，背面形成較大的低壓區，產生很大的壓差阻力，這種現象會使粉末加速不充分，飛行的距離變小。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法及球形金屬粉末，該方法製備的球形金屬粉末通過改善粉末表面形貌，能有效抑制流動分離的發生，提高粉末在噴塗過程中的飛行速率，從而提高塗層緻密性。
[0005]一種冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法，所述製備方法包括:
[0006]採用惰氣霧化的方法製備出粒度在4?45微米之間的球形金屬粉末；
[0007]將製備得到的球形金屬粉末高速反覆撞擊在帶有相應規格表面凸起的基體上，使得所述球形金屬粉末的表面形成凹坑；
[0008]將上述處理過的球形金屬粉末通過氣流分級，獲得表面帶有凹坑的球形金屬粉末。
[0009]所獲得的表面帶有凹坑的球形金屬粉末在表面均勻分布有300?500個凹坑，且每個凹坑的直徑為0.2?2.0 9 111、深度為0.1?0.6 9 III。
[0010]所述相應規格表面凸起的基體具體包括:
[0011]表面突起分布狀態為2X105個/1111112的平面基體，其突起高度為0.8 4 II1、直徑為1.2 ^ III ；或，表面突起分布狀態為4父105個/臟2的平面基體，其突起高度為0.8 ^ 111、直徑為1.2 ^ III ；或，表面突起分布狀態為1 X 106個/臟2的平面基體，其突起高度為0.1 0 111、直徑為
0.2 卩 III。
[0012]所述將製備得到的球形金屬粉末高速反覆撞擊在帶有相應規格表面凸起的基體上，具體包括:
[0013]利用噴槍和高速氣流將冷卻充分的球形金屬粉末高速反覆撞擊在帶有相應規格表面凸起的基體上，並循環多次。
[0014]一種冷噴塗用低阻力球形金屬粉末，所述球形金屬粉末的球體表面帶有凹坑，所述凹坑均勻分布有300?500個。
[0015]每個凹坑的直徑為0.2?2.0 9 111、深度為0.1?0.6 9 III。
[0016]所述球形金屬粉末的球體粒度在4?45微米之間。
[0017]由上述本發明提供的技術方案可以看出，該方法製備的球形金屬粉末通過改善粉末表面形貌，能有效抑制流動分離的發生，提高粉末在噴塗過程中的飛行速率，從而提高塗層緻密性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他附圖。
[0019]圖1為本發明實施例所提供冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法流程示意圖；
[0020]圖2為本發明實施例所提供冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明的保護範圍。
[0022]在冷噴塗過程中，當球體表面有凹痕時，凹痕能促使湍流轉捩發生，湍流邊界層不易發生流動分離現象，從而使球體背後的低壓區變小，減少阻力，這便使粉末的飛行距離增大，因此改善粉末表面形態，形成一定數量的凹坑，就可以有效的抑制流動分離的發生，提高粉末在噴塗過程中的飛行速率，從而提高塗層緻密性，本發明實施例所述製備方法就是基於上述原理。下面將結合附圖對本發明實施例作進一步地詳細描述，如圖1所示為本發明實施例所提供冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法流程示意圖，所述製備方法包括:
[0023]步驟11:採用惰氣霧化的方法製備出粒度在4?45微米之間的球形金屬粉末；
[0024]步驟12:將製備得到的球形金屬粉末高速反覆撞擊在帶有相應規格表面凸起的基體上，使得所述球形金屬粉末的表面形成凹坑；
[0025]在該步驟中，所述相應規格表面凸起的基體可以為如下參數:
[0026]表面突起分布狀態為2X105個/1111112的平面基體，其突起高度為0.8 4 II1、直徑為1.2 ^ III ；或，表面突起分布狀態為4父105個/臟2的平面基體，其突起高度為0.8 ^ 111、直徑為
1.2 ^ III ；或，表面突起分布狀態為1 X 106個/臟2的平面基體，其突起高度為0.1 0 111、直徑為
0.2 卩 III。
[0027]上述參數的基體外，本領域技術人員能夠想到的其他規格表面凸起的基體均可以實現本發明。
[0028]另外，在製備過程中，可以利用噴槍和高速氣流將冷卻充分的球形金屬粉末高速反覆撞擊在帶有相應規格表面凸起的基體上，並循環多次。
[0029]步驟13:將上述處理過的球形金屬粉末通過氣流分級，獲得表面帶有凹坑的球形金屬粉末。
[0030]經過上述處理後，所獲得的表面帶有凹坑的球形金屬粉末在表面均勻分布有300?500個凹坑，且每個凹坑的直徑為0.2?2.0 9 111、深度為0.1?0.6 9 111。
[0031]基於上述製備方法，本發明實施例還提供了一種冷噴塗用低阻力球形金屬粉末，如圖2所示為本發明實施例所提供冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的結構示意圖，所述球形金屬粉末包括球體1和凹坑2，其中:
[0032]球體1表面帶有凹坑2，所述凹坑2均勻分布有300?500個。
[0033]具體實現中，每個凹坑2的直徑為0.2?2.0 9 111、深度為0.1?0.6 9 III ；且該球形金屬粉末的球體1的粒度在4?45微米之間。
[0034]該球形金屬粉末的具體製備方法見上述方法實施例所述。
[0035]下面將結合具體實施例對上述本發明製備方法及製備的球形金屬粉末做進一步說明:
[0036]實施例1、
[0037]首先採用惰氣霧化的方法製備出粒度在10?25 ^ III之間的球形鎳粉。
[0038]取表面突起分布狀態為2 X 105個/.2的平面基體，其突起高度為0.8 ^ 111、直徑為
1.2 4 III。採用口徑為5111111的噴槍、壓力為41？3高速氣流將冷卻充分的粉末反覆撞擊在該基體上，循環次數為5次。
[0039]再將處理過的粉末通過氣流分級，獲得10?的粉末成品。
[0040]實施例2、
[0041]首先，採用惰氣霧化的方法製備出粒度在20?45 4 111之間的球形銅粉。
[0042]取表面突起分布狀態為4父105個/.2的平面基體，其突起高度為0.8 ^ 111、直徑為
1.2 ^ III。採用口徑為5111111的噴槍、壓力為21？3高速氣流將冷卻充分的粉末反覆撞擊在硬質合金基材上，循環次數為3次。
[0043]再將處理過的粉末通過氣流分級，獲得20?45 9 0的粉末成品。
[0044]實施例3、
[0045]首先，採用惰氣霧化的方法製備出粒度在4?10 4 111之間的球形鋁合金粉。
[0046]取表面突起分布狀態為1 X 106個/.2的平面基體，其突起高度為0.1 0 111、直徑為
0.2 ^ III。採用口徑為5111111的噴槍、壓力為21？3高速氣流將冷卻充分的粉末反覆撞擊在硬質合金基材上，循環次數為3次。
[0047]再將處理過的粉末通過氣流分級，獲得4?100 0的粉末成品。
[0048]綜上所述，利用本發明所述製備方法對球形金屬粉末進行特殊處理，使其表面形成凹坑，有利於抑制在飛行過程中粉末周邊氣流分離的發生，從而提升粉末在冷噴塗過程中的飛行速率，提高塗層質量及性能。
[0049]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法，其特徵在於，所述製備方法包括: 採用惰氣霧化的方法製備出粒度在4?45微米之間的球形金屬粉末； 將製備得到的球形金屬粉末高速反覆撞擊在帶有相應規格表面凸起的基體上，使得所述球形金屬粉末的表面形成凹坑； 將上述處理過的球形金屬粉末通過氣流分級，獲得表面帶有凹坑的球形金屬粉末。
2.根據權利要求1所述冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法，其特徵在於， 所獲得的表面帶有凹坑的球形金屬粉末在表面均勻分布有300?500個凹坑,且每個凹坑的直徑為0.2?2.0 μ m、深度為0.1?0.6 μ m。
3.根據權利要求1所述冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法，其特徵在於，所述相應規格表面凸起的基體具體包括: 表面突起分布狀態為2X105個/mm2的平面基體，其突起高度為0.8 μ m、直徑為1.2 μ m ； 或，表面突起分布狀態為4X105個/mm2的平面基體，其突起高度為0.8 μ m、直徑為1.2 μ m ； 或，表面突起分布狀態為I X 16個/mm2的平面基體，其突起高度為0.1 μ m、直徑為0.2 μ m。
4.根據權利要求1所述冷噴塗用低阻力球形金屬粉末的製備方法，其特徵在於，所述將製備得到的球形金屬粉末高速反覆撞擊在帶有相應規格表面凸起的基體上，具體包括: 利用噴槍和高速氣流將冷卻充分的球形金屬粉末高速反覆撞擊在帶有相應規格表面凸起的基體上，並循環多次。
5.一種冷噴塗用低阻力球形金屬粉末，其特徵在於，所述球形金屬粉末的球體表面帶有凹坑，所述凹坑均勻分布有300?500個。
6.如權利要求5所述冷噴塗用低阻力球形金屬粉末，其特徵在於， 每個凹坑的直徑為0.2?2.0 μ m、深度為0.1?0.6 μ m。
7.如權利要求5所述冷噴塗用低阻力球形金屬粉末，其特徵在於， 所述球形金屬粉末的球體粒度在4?45微米之間。
【文檔編號】B22F9/08GK104325148SQ201410720378
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年12月1日 優先權日:2014年12月1日
【發明者】於月光, 高峰, 鮑君峰, 馬堯, 胡宇, 陸在平, 石長江 申請人:北京礦冶研究總院, 北礦新材科技有限公司