專利名稱：一種制造球形高溫粉體材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造球形高溫粉體材料的方法，特別是涉及高 溫粉體材料，如陶瓷粉體材料、非金屬粉體材料、硬質(zhì)金屬粉體材
料、難熔金屬化合物粉體材料的球化方法。
背景技術(shù)：
高溫粉體材料的熔點(diǎn)通常在2000°C-350(TC范圍，它的重要用 途之一是作為噴涂材料，用以強(qiáng)化工件表面，提高制品的耐磨性、 耐蝕性、韌性或抗高溫性能?，F(xiàn)有方法生產(chǎn)如氧化鋯、氧化鋁、碳 化H、難熔金屬化合物等高溫粉體材料主要通過化學(xué)方式合成，再 經(jīng)機(jī)械破碎成粉料，所得到的顆粒外觀呈非規(guī)則狀。由于非規(guī)則狀 粉末具有尖銳邊角，流動(dòng)性差，晶粒組織粗大，在生產(chǎn)應(yīng)用過程中， 工件表面質(zhì)量差，涂層組織存在應(yīng)力集中和微裂紋以及較低的耐磨 性和韌性等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能對系列高溫粉體材 料進(jìn)行球化，改善顆粒形貌，細(xì)化晶粒結(jié)構(gòu)，以提高粉體材料的耐 磨性、耐蝕性、韌性或抗高溫性能的制造球形高溫粉體材料的方法。
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的制造球形高溫粉體材料 的方法，將不規(guī)則狀高溫粉末原料通過給料機(jī)構(gòu)進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱， 原料預(yù)熱溫度控制在900 1100°C ，經(jīng)預(yù)熱的原料以3-15克/秒的 速度自上而下進(jìn)入立式成球加熱爐內(nèi)，在2500 3000°C的立式成 球加熱爐內(nèi)熔融并球化，然后進(jìn)入快冷布?xì)馄髦?，?jīng)快冷布?xì)馄髦?的高壓惰性氣流作用迅速冷凝，制得的球形粉末在球形粉末收集器 內(nèi)收集。
所述的不規(guī)則狀高溫粉末原料包括陶瓷粉體材料、非金屬粉體 材料、硬質(zhì)金屬或合金粉體材料、難熔金屬化合物粉體材料，也包 括低熔點(diǎn)金屬、合金或非金屬粉體材料。
所述的預(yù)熱器對原料進(jìn)行初級加熱，以便提高成球效率，根據(jù) 粉體材料特性和工藝要求，預(yù)熱器為0級、 一級或多級，其加熱溫 度控制在粉體材料熔點(diǎn)溫度以下。
所述的立式成球加熱爐采用感應(yīng)加熱或采用電阻加熱，爐內(nèi)為 真空或保護(hù)氣氛狀態(tài)。采用上述技術(shù)方案的制造球形高溫粉體材料的方法，不規(guī)則狀 高溫粉末原料通過給料機(jī)構(gòu)進(jìn)入預(yù)加熱器預(yù)熱，經(jīng)預(yù)熱的原料然后 進(jìn)入立式成球加熱爐內(nèi)，自上而下通過超高溫區(qū)，在高溫場作用下 球化，經(jīng)快冷布?xì)馄髦械母邏憾栊詺饬髯饔醚杆倮淠?，制得的球?粉末在粉體收集器內(nèi)收集，快冷布?xì)馄魇苟栊詺怏w產(chǎn)生高壓氣流， 對已球化的熔體細(xì)滴實(shí)施快速冷凝，該布?xì)馄骶哂幸粚又炼鄬迎h(huán)孔 或環(huán)縫出氣口，可根據(jù)球化工藝需要進(jìn)行調(diào)整。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和顯 著效果，表現(xiàn)為本發(fā)明的方法，用以制造球形高溫粉體材料，適 于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，適于不同粒度非規(guī)則狀粉體材料的球化，例如 球形鑄造碳化鎢等，球化效果好，微觀組織細(xì)化，粉末質(zhì)量穩(wěn)定， 其工藝流程短，生產(chǎn)成本低。
綜上所述，本發(fā)明是一種能對系列高溫粉體材料進(jìn)行球化，改 善顆粒形貌，細(xì)化晶粒結(jié)構(gòu)，以提高粉體材料的耐磨性、耐蝕性、 韌性或抗高溫性能的制造球形高溫粉體材料的方法。


圖1是本發(fā)明采用的高溫粉體材料球化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
參見圖1，立式成球加熱爐5上端入口連接有預(yù)熱器2，立式 成球加熱爐上端設(shè)有上進(jìn)氣口 4,預(yù)熱器2連接有給料機(jī)構(gòu)3，給 料機(jī)構(gòu)3連接有料斗1，立式成球加熱爐5下端出口連接有快冷布 氣器6，快冷布?xì)馄?下端連接有球形粉體收集器7，球形粉體收 集器7連接有惰性氣源8。立式成球加熱爐5采用感應(yīng)加熱或采用 電阻加熱，所述的立式成球加熱爐5內(nèi)為真空或保護(hù)氣氛狀態(tài)。
參見圖1，將不規(guī)則狀高溫粉末原料通過料斗1、給料機(jī)構(gòu)3 進(jìn)入預(yù)熱器2預(yù)熱，原料預(yù)熱溫度控制在900 1100°C ，經(jīng)預(yù)熱的 原料以3-15克/秒的速度自上而下進(jìn)入立式成球加熱爐5內(nèi)，在 2500 300(TC的立式成球加熱爐5內(nèi)熔融并球化，然后進(jìn)入快冷布 氣器6中，經(jīng)快冷布?xì)馄?中的高壓惰性氣流作用迅速冷凝，制得 的球形粉末在球形粉末收集器7內(nèi)收集。
不規(guī)則狀高溫粉末原料包括陶瓷粉體材料、非金屬粉體材料、 硬質(zhì)金屬或合金粉體材料、難熔金屬化合物粉體材料，也包括低熔 點(diǎn)金屬、合金或非金屬粉體材料。
預(yù)熱器2對原料進(jìn)行初級加熱，以便提高成球效率，根據(jù)粉體 材料特性和工藝要求，預(yù)熱器為O級、 一級或多級，其加熱溫度控 制在粉體材料熔點(diǎn)溫度以下。立式成球加熱爐5采用感應(yīng)加熱或采用電阻加熱，爐內(nèi)為真空
或保護(hù)氣氛狀態(tài)。
快冷布?xì)馄?使惰性氣體產(chǎn)生高壓氣流，對已球化的熔體細(xì)滴 實(shí)施快速冷凝，該布?xì)馄骶哂幸粚又炼鄬迎h(huán)孔或環(huán)縫出氣口，可根 據(jù)球化工藝需要進(jìn)行調(diào)整。
實(shí)施例1:
以非規(guī)則狀鑄造碳化鎢為原料，其粒度100目(180微米)， 碳含量4. 1%，熔點(diǎn)為2520°C ，稱取這種粉末料50公斤裝入料斗1 中，經(jīng)給料機(jī)構(gòu)3進(jìn)入預(yù)熱器2，原料預(yù)熱溫度控制在IOO(TC， 鑄造碳化鎢原料預(yù)熱后，以10克/秒的速度進(jìn)入立式成球加熱爐5 內(nèi)，預(yù)熱原料自上而下經(jīng)過立式成球加熱爐5，在高溫場(3000°C ) 作用下，非規(guī)則狀鑄造碳化鎢粉末熔融并球化，接著進(jìn)入快冷布?xì)?器6 ，在惰性氣源8提供的高壓惰性氣流作用下快速冷凝，然后 進(jìn)入球形粉末收集器7中。經(jīng)檢測，所得到的鑄造碳化鎢粉末全部 呈球狀，顆粒內(nèi)針狀晶組織的比例達(dá)95%，霍爾流速為6秒/50克。
實(shí)施例2:
以非規(guī)則狀氧化鋁為原料，原料粒度60目(250微米)，密 度3.6克/立方厘米，熔點(diǎn)205(TC，將這種粉末原料50公斤裝入 料斗1中，經(jīng)給料機(jī)構(gòu)3進(jìn)入預(yù)熱器2，原料預(yù)熱溫度控制在900 °C，氧化鋁原料預(yù)熱后，以15克/秒的速度進(jìn)入立式成球加熱爐5 內(nèi)，預(yù)熱原料自上而下經(jīng)過立式成球加熱爐5，在高溫場(2500°C) 作用下，非規(guī)則狀氧化鋁粉末熔融并球化，接著進(jìn)入快冷布?xì)馄?， 在惰性氣源8提供的高壓惰性氣流作用下快速冷凝，然后進(jìn)入球形 粉末收集器7中。經(jīng)檢測，所得到的氧化鋁粉末全部呈球狀。
實(shí)施例3:
以非規(guī)則狀氧化鋯為原料，原料粒度150目(130微米)，密 度5.88克/立方厘米，熔點(diǎn)2715r，將這種粉末原料50公斤裝入 料斗1中，經(jīng)給料機(jī)構(gòu)3進(jìn)入預(yù)熱器2，原料預(yù)熱溫度控制在1100 °C，氧化鋯原料預(yù)熱后，以3克/秒的速度進(jìn)入立式成球加熱爐5 內(nèi)，預(yù)熱原料自上而下經(jīng)過成球加熱爐，在高溫場(3000°C)作用 下，非規(guī)則狀氧化鉻粉末熔融并球化，接著進(jìn)入快冷布?xì)馄?，在 惰性氣源8提供的高壓惰性氣流作用下快速冷凝，然后進(jìn)入球形粉 末收集器7中。經(jīng)檢測，所得到的氧化鋯粉末全部呈球狀。
權(quán)利要求
1、一種制造球形高溫粉體材料的方法，其特征在于將不規(guī)則狀高溫粉末原料通過給料機(jī)構(gòu)進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱，原料預(yù)熱溫度控制在900～1100℃，經(jīng)預(yù)熱的原料以3-15克/秒的速度自上而下進(jìn)入立式成球加熱爐內(nèi)，在2500～3000℃的立式成球加熱爐內(nèi)熔融并球化，然后進(jìn)入快冷布?xì)馄髦校?jīng)快冷布?xì)馄髦械母邏憾栊詺饬髯饔醚杆倮淠?，制得的球形粉末在球形粉末收集器?nèi)收集。
2 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造球形高溫粉體材料的方法， 其特征在于所述的不規(guī)則狀高溫粉末原料包括陶瓷粉體材料、非 金屬粉體材料、硬質(zhì)金屬或合金粉體材料、難熔金屬化合物粉體材 料，也包括低熔點(diǎn)金屬、合金或非金屬粉體材料。
3 、根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造球形高溫粉體材料的方法， 其特征在于所述的預(yù)熱器對原料進(jìn)行初級加熱，以便提高成球效 率，根據(jù)粉體材料特性和工藝要求，預(yù)熱器為0級、 一級或多級， 其加熱溫度控制在粉體材料熔點(diǎn)溫度以下。
4 、根據(jù)權(quán)利要求l所述的制造球形高溫粉體材料的方法，其特征在于所述的立式成球加熱爐采用感應(yīng)加熱或采用電阻加熱，爐內(nèi)為真空或保護(hù)氣氛狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造球形高溫粉體材料的方法，將不規(guī)則狀高溫粉末原料通過給料機(jī)構(gòu)進(jìn)入預(yù)熱器預(yù)熱，原料預(yù)熱溫度控制在900～1100℃，經(jīng)預(yù)熱的原料以3-15克/秒的速度自上而下進(jìn)入立式成球加熱爐內(nèi)，在2500～3000℃的立式成球加熱爐內(nèi)熔融并球化，然后進(jìn)入快冷布?xì)馄髦?，?jīng)快冷布?xì)馄髦械母邏憾栊詺饬髯饔醚杆倮淠频玫那蛐畏勰┰谇蛐畏勰┦占鲀?nèi)收集。采用本方法制備的球形高溫粉體材料球形度好，微觀組織細(xì)化，工藝流程短，生產(chǎn)效率高，制造成本低。
文檔編號B22F9/08GK101549268SQ200910043140
公開日2009年10月7日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月17日
發(fā)明者煜 戴, 羊建高 申請人:羊建高;戴 煜