[发明专利]一种用机械合金化制造CrW合金粉末的方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，尤其涉及一种用机械合金化来制造CrW合金粉末的方法。

背景技术

CrW固溶体合金粉末能够应用于粉末冶金行业。特别是在制造触头材料的时候，用来代替W粉或Cr粉，制备CuWCr复合材料。

由于在常温下，铬在钨中的固溶度很低，随着温度的升高，其固溶度显著增大，通常情况下，制备钨铬合金都要在接近铬的熔点高温下进行。而这两种金属的熔点都很高，在现有的设备条件下完全合金化十分困难。另一方面，在粉末高温合金化的过程中，粉末之间会互相粘结，无法分散形成粉末。因此，采用高温烧结的方法制造钨铬合金粉末是不可能的。目前尚无专门针对制备CrW合金粉末的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用机械合金化来制造CrW合金粉末的方法，通过该方法可以制备得到CrW合金粉末，并且得到的CrW合金粉末固溶度高、易于分散。

本发明所采用的技术方案是，一种用机械合金化制造CrW合金粉末的方法，该方法按以下步骤进行，

a.将钨粉、铬粉按所需比例配制，放入球磨罐中；

b.在球磨罐中，按钨粉、铬粉总质量的2～5％添加过程控制剂，按钨粉、铬粉总质量的50倍～100倍加入磨球，所述的过程控制剂为易挥发性有机溶剂；

c.在球磨罐中充入保护气体或抽真空，打开球磨罐的循环冷却水，开始球磨，球磨时间为60～100小时，直至形成完全固溶体，球磨结束，静置，待球料充分冷却后取出粉末，即成。

本发明的特点还在于，

其中的过程控制剂为无水乙醇或丙酮。

其中的磨球为不同大小及比例的硬质合金球、玛瑙球、不锈钢球中的一种或几种。

球磨罐是尼龙或不锈钢材质。

球磨罐中充入的保护气体为氮气或氩气。

球磨过程中，球磨罐外壁始终采用循环水冷却。

本发明采用高球料比的机械合金化法，使铬在常温下完全溶入钨颗粒中，形成过饱和固溶体合金粉末。该方法得到的CrW合金粉末具有固溶度高、晶粒细小、成份均匀、易于分散的优点，制造工艺简单，适用成分范围广，易于控制。

附图说明

图1中，a是用本发明的方法制备得到的含Cr9％WCr合金粉末形貌照片，b是该合金粉末的XRD分析结果曲线图；

图2中，a是用本发明的方法制备得到的含Cr20％WCr合金粉末形貌照片，b是该合金粉末的XRD分析结果曲线图；

图3中，a是用本发明的方法制备得到的含Cr12.5％WCr合金粉末形貌照片，b是该合金粉末的XRD分析结果曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

本发明采用机械合金化来制造CrW合金粉末的方法，其具体步骤为：

按照所需材料的比例配置铬粉、钨粉，放入球磨罐中，再加入占钨粉、铬粉总质量2～5％的过程控制剂、占钨粉、铬粉总质量50倍～100倍的磨球，过程控制剂可以选择易挥发性有机溶剂中的一种或几种组合；在球磨罐中充入氮气或氩气等惰性气体或抽真空，打开球磨罐的循环冷却水，开始球磨，球磨60～100小时，直至形成完全固溶体，球磨结束，静置，待球料充分冷却后取出粉末，即成。

过程控制剂常选用无水乙醇或丙酮，磨球可以选择不同大小及比例的硬质合金球、玛瑙球、不锈钢球中的一种或几种，球磨罐选用尼龙或不锈钢材质，并在球磨过程中，始终采用循环水冷却。

本发明利用高能球磨的优点，采用机械合金化法制备不同Cr含量的CrW合金粉末，该方法制备的CrW合金粉末晶粒细小、成份均匀，固溶度高，易于分散。

实施例1

将钨粉91％、铬粉9％配好后，放入水平放置的尼龙球磨罐中；在球磨罐中按钨粉、铬粉总质量的2％添加无水乙醇、按钨粉、铬粉总质量的50倍添加硬质合金磨球；用氮气将球磨罐中的空气排除，并将球磨罐中密封，打开球磨罐的循环冷却水，球磨100小时；球磨结束，静置冷却后取出粉料。合金粉末形貌及其X射线衍射XRD分析结果如图1。从图中可以看出，原粉末颗粒的形貌发生了很大的变化，颗粒形状变成不规则的扁平状，颗粒细小分散。从衍射分析结果知道，铬已经完全溶入到钨中，形成钨铬合金粉末。

实施例2