一種鎳基微細球形粉末塗層材料的製作方法
2023-06-25 16:33:06 1
專利名稱：一種鎳基微細球形粉末塗層材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及高溫合金粉末材料，特別提供了一種Ni-Cr-W-Ta-Si-B-C微細、球形粉末塗層材料。
現代工業中，為了提工業鼓風機及透平壓縮機的工作效率，延長使用壽命，大量地採用Ni基高溫合金粉末做為耐磨損、抗氧化塗層。近年來，美國Alloy Metals公司和瑞典Sultzer Metco公司相繼開展了這方面的研究工作，研製出了Ni-Cr-Fe-Si-B-C和Fe-Cr-Mo-Cu-B-Si等粉末塗層材料。製備該合金粉末的傳統方法是採用合金鑄錠、機械球磨破碎的工藝，由於在球磨的過程中難免要產生雜質，這就使得粉體性能降低；該方法製得的粉末形狀不規劃，流動性差，進而影響塗層厚度的均勻性；另外，該工藝工序長，耗時多，從而使粉末成本高。以上諸多因素限制了其在工業上的廣泛應用。
本發明的目的在於提供一種新型的Ni-Cr-W-Ta-Si-B-C球形粉末塗層材料，其在工業上更易實現，價格低且性能優良。
本發明提供了一種鎳基微細球形粉末塗層材料，其特徵在於重量百分組成為Cr13-18，W3-7，Ta2-5，Si2-6，B1-6，C0．6-1．2，Ni餘量。本發明中的Ta元素主要存在於高溫穩定相γ＇相中，起到穩定γ＇相的作用，提高塗層的高溫性能。W在合金中可以有效地提高塗層的高溫強度，C元素的加入可提高合金硬度，進而改善塗層耐磨性。
本發明區別於現有廣泛採用的機械球磨製備技術，採用超聲氣體霧化方法製備Ni-Cr-W-Ta-Si-B-C粉末塗層材料。其基本過程為上述合金元素在MgO成型坩堝內。採用中頻感應加熱熔煉，熔煉完畢並達到一定過熱後將合金液通過導流裝置引入霧化噴模中，通過超聲速的氣流來在撞擊、破碎合金液流使其成細小的液滴並將其快速冷凝成細小的粉末顆粒。其特徵在於霧化壓力3．0-7．5MPa；霧化溫度1350-1650℃；射流角度35-55°，導流管直徑3．0-6．2mm。該工藝成粉率高且粉末呈規劃球形，大大提高了粉末的流動性，防止在熱噴塗過程中堵塞噴槍，另外，由於流動性的提高，這對提高送粉的均勻性進而改善塗層厚度的均勻性亦有作用。特別適於粉末塗層製備工藝的需要，另外，該方法冷卻速度快，使合金成份均勻，粉體性能提高。在本發明的合金成份及超聲氣體霧化工藝參數下，製備的Ni-Cr-W-Ta-Si-B-C粉末塗層性能達到粘接強度＞85MPa；硬度≥500Hv；孔隙率＜1．0％。
下面通過實施例詳述本發明。
附
圖1為超聲氣體霧化法製備的Ni-Cr-W-Ta-Si-B-C合金粉末的微觀形貌。
實施例1原材料為純Ni(99．5％)，電解Cr(99．99％)，純W(99．9％)，中間合金NiB(含B14．5wt％)，純Ta(99．7％)，C(99．9％)，按重量百分比Ni17Cr4W4Ta4Si3B0．7C配料10kg，霧化參數為霧化溫度1450℃霧化壓力6．5MPa射流角度45°導流管直徑3．8mm製得該合金粉末平均粒度為32μm，塗層性能為粘接強度90MPa，顯微硬度530Hv，孔隙率0．7％。
實施例2原材料與實施例1同，按重量百分比Ni17Cr3W3Ta4Si4B0．9C配料8．0kg，霧化工藝參數為霧化溫度1550℃霧化壓力7．0MPa氣體射流角度40°導流管直徑3．5mm製得該合金粉末粒度為29μm，塗層性能為粘接強度91MPa，顯微硬度500Hv，孔隙率0．5％。
實施例3原材料與實施例1同，按重量百分比Ni15Cr5W4Ta5Si4B1C配料10kg，霧化參數為霧化溫度1500℃霧化壓力5．0MPa氣體射流角度45°導流管直徑4．0mm製得該合金粉末平均粒度40μm，塗層性能粘接強度86MPa，顯微硬度510Hv，孔隙率0．75％。
權利要求
1．一種鎳基微細球形粉末塗層材料，其特徵在於重量百分組成為Cr13-18，W3-7，Ta2-5，Si2-6，B1-6，C0．6-1．2，Ni餘量。
2．一種權利要求1所述鎳基微細球形粉末塗層材料的製備方法，系採用超聲氣體霧化製備工藝，其特徵在於霧化壓力3．0-7．5MPa，霧化溫度1350-1650℃，氣體射流角度35-55°，導流管直徑3．0-6．2mm。
全文摘要
一種鎳基微細球形粉末塗層材料,其特徵在於:重量百分組成為Cr13—18,W3—7,Ta2—5,Si2—6,B1—6,C0.6—1.2,Ni餘量。上述材料超聲氣體霧化製備工藝為:霧化壓力3.0—7.5MPa,霧化溫度1350—1650℃,氣體射流角度35—55°,導流管直徑3.0—6.2mm。本發明在工業上易實現且性能優良,特別適於用作工業鼓風機葉片及襯板的耐磨塗層材料。
文檔編號C09D1/00GK1294156SQ9911335
公開日2001年5月9日 申請日期1999年10月20日 優先權日1999年10月20日
發明者常新春, 王建強, 侯萬良, 郝雲彥, 胡壯麒 申請人:中國科學院金屬研究所