[发明专利]一种镍钒合金类为粘结相的无磁硬质合金粉末及制备方法

说明书

技术领域

本发明的由金属镍-钒合金类为粘结相构成的热喷涂用无磁硬质合金粉末及制备方法涉及的技术领域为：热喷涂工程技术领域、热喷涂材料工程领域、粉末冶金材料领域、无磁硬质合金材料领域等。

该粉末材料除适用于热喷涂(高速火焰喷涂、等离子喷涂或普通火焰等)工艺制备无磁硬质合金涂层外，还可适用于粉末冶金工艺烧结制备无磁硬质合金零部件。

技术背景

在现代工业领域中，磁性材料已成为重要的基础材料。为了获得高性能的永磁材料，生产中要求在强磁场下进行压制，这就要求成型模具在某个方向上采用无磁材料。在近20年来，生产这种无磁模具除使用无磁钢(如1Cr18Ni9Ti，70Mn，9Mn9等)外，人们还研发应用了WC-Ni系无磁硬质合金来生产这种无磁模具。无磁硬质合金模具的应用，大大改善了磁性粉末在加工时，由于模具易粘粉所造成的模具内壁产生拉毛，以致影响磁粉坯的尺寸粒度及表面质量。同时，这种无磁硬质合金模具在耐磨性等综合机械性能也成倍的高于不锈钢模具，提高了模具的使用寿命。但是，目前在生产制备无磁硬质合金(WC-Ni)存在以下工艺上的难点。

在WC-Ni系无磁硬质合金生产中，无磁性所要求的两相合金中的碳区较窄，导致在生产中碳含量的控制极为困难。

大体积(大于10kg以上)的WC-Ni系无磁硬质合金模具的生产较为困难。这是由于模具体积大，模具内外的碳含量不易控制的均匀，另外，大体积的无磁硬质合金模具在脱胶、烧结过程中易开裂和变形。

为降低生产WC-Ni系无磁硬质合金的生产难度，人们近几年在WC-Ni中又加入VC，Cr3C2等添加剂，这些添加剂的加入主要是使该种材料中的粘结相成为N-V-W，Ni-Cr-W等无磁相，但在实际生产中，粘结相元素扩散等因素难以控制，使得最终的产品在性能上达不到预期的物理及机械性能要求。

如何解决上述工艺难点，目前尚无明确报道，特别是在用镍-钒合金类为粘结性的热喷涂用无磁硬质合金粉末及制备在国内外尚无资料报道。

发明内容

本发明的目的就是提供一种由镍-钒合金类为粘结相的热喷涂用无磁硬质合金粉末，并提供制备方法。

本发明以镍钒合金粉(含3～15wt％V)、镍-钒-铝合金粉(含3～15wt％V、3～15wt％Al)或镍-钒-铬合金粉(含3～15wt％V、3～15wt％Cr)其中之一为粘结相，以碳化钨、碳化钨-碳化铬(含10～15wt％Cr₃C₂)中的任一种合金粉为硬质相，所述粘结相占该种无磁硬质合金粉末重量的10～50wt％，所述的硬质相粉末占90～50wt％。

进一步地，所述的粘结相是由雾化制得，粉末颗粒度为104～2.5μm。

进一步地，所述的雾化包括真空雾化、普通雾化、水雾化。

进一步地，所述的硬质相中各种碳化物合金粉末的颗粒度为74～1.25μm，所述的碳化钨包括铸造碳化钨合金粉末。

生产一种镍钒合金类为粘结相的热喷涂用无磁硬质合金粉末的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将粘结相粉末与硬质相粉末置于球磨罐中，球磨混料4～72小时；球料比为2∶1～4∶1，制得混合均匀的粉未。

(2)将粉未进行喷雾干燥制粒，喷雾干燥用粘结剂为聚乙稀醇或聚乙稀吡洛烷酮。喷雾干燥温度一般控制在150～300℃。

(3)经喷雾干燥制粒后的该种无磁硬质合金粉末进行真空烧结，烧结温度900～1400℃，烧结时间1～4小时，烧结后产品进行粒度筛分，即得热喷涂用无磁硬质合金粉末。

本发明的优点：

本发明提供的该种粉末在物理磁性能上低于目前市场上无磁奥化体不锈钢(1Cr18Ni9Ti，70Mn，9Mn9等)，用该方法制备的粉末粘结相与硬质相分布较为均匀，团聚密度高，流动性好，可满足热喷涂工艺的要求。使用该粉末可制备出涂层致密、结合强度高的无磁硬质合金涂层。

附图说明

图1所示为Ni-V合金粉末制备及制备的工艺流程图。

图2所示为Ni-V合金粉末与WC粉末喷雾干燥制得的无磁硬质合金粉末的表面形貌图(SEM)。

具体实施方式

如图1所示，本发明的制备方法如下：

1镍-钒合金类粘结相粉末的制备