[发明专利]一种制备粒径分布均匀且球形度和分散性好的钨粉的方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金领域，提供了一种制备细粒度、窄粒度分布、分散性能和球形度良好的钨粉的方法。

背景技术

金属钨的熔点(3390～3423℃)和沸点(5700±200℃)在各种金属中是最高的，其蒸汽压是所有金属中最低的，此外，金属钨还具有高的密度（19.3g/m³）、高的弹性模量和强度以及低的热膨胀系数等一系列优异特性，在现代国防、原子能工业、电真空、电光源等工程应用领域占有重要地位，在一些特殊高温应用领域甚至具有不可取代的作用。

现代粉末冶金技术和粉末冶金材料的飞速发展，对分散性能良和球形度好的细粒度、窄粒度分布的难熔金属原料粉末的提出了越来越多的需求。例如，多孔钨阴极、热喷涂、注射成形等领域就需要粒度分布均匀且球形度和分散性好的细钨粉，等等。但是随着钨粉颗粒尺寸的减小，其比表面积和表面能增大，粉末颗粒容易发生团聚，从而失去细颗粒所具有的功能，使它的应用受到限制。因此，如何获得粒径分布均匀且球形度和分散性好的细钨粉日益受到了科技工作者的重视。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备细粒度、窄粒度分布、分散性能和球形度良好的钨粉的方法，满足现代粉末冶金技术和粉末冶金材料发展对该类钨粉的需求。

本发明的实现原理是：首先利用高速涡流气体带动钨粉颗粒运动，使粉末颗粒之间相互碰幢，利用颗粒碰幢时产生的剪切力，达到研磨并使团聚粒子分散的目的，然后通过涡轮分级机将粉末颗粒分级，从而获得粒度分布窄而且分散性和球形度好的细粉。本发明采用对撞式气流磨作为试验设备。

一种制备粒径分布均匀且球形度和分散性好的钨粉的方法，工艺过程包括：

1.清洗设备并充入气体保护，工作气体可为N₂、Ar、He等惰性气体；

2.气流分散，设定适当的送粉速率1—20kg/小时，研磨腔气体压力0.1—1.0 Mpa，入口气体压力0.01—0.5 Mpa；

3.涡轮分级，破碎后的粉料随气流向出口出流动，通过分选轮，符合要求的细颗粒被分离出，粗颗粒由壁上滑回研磨区继续研磨，直到被分离为止。分选机的转速为2500—7000转/分钟，依粒度而定；

4.物料分离与收集：经分选后的物料由旋风分离器和袋式收尘器分离和收集。

本发明的最大特点是：

1．本方法可以得到平均粒度为0.5—10μm的分散性好且粒径分布窄的细钨粉；

2．本方法生产效率高，周期短，产出率高达95%以上，较传统方法生产成本降低了40—70%。

3．本方法整个过程在气氛中进行，而且利用颗粒自身碰撞，没有杂质引入，得到粉末纯度在99.7%以上。

附图说明

图1是实施方式1原料钨粉的粒径分布；

图2是实施方式1原料钨粉的扫描电镜照片；

图3是实施方式1得到的钨粉的粒径分布；

图4是实施方案1得到的钨粉扫描电镜照片。

具体实施方式

实施方式1:

本实施方式为分散平均粒度为3μm的超细团聚钨粉

1．清洗设备并充入氮气保护：启动压缩机压力调为0. 5Mpa；并通入氮气，氮气供给压力为0.3Mpa；清洗整个设备，主轴清洗压力0.2 Mpa，分选轮主清洗压力0.25Mpa；使设备内通入氮气保护粉体不易被氧化并设置氧含量最高上限为1%；

2．气流分散：依次启动研磨气体阀、分选机、动态排氧。将入口气体压力调到0.005 Mpa，研磨气体压力调到0.65Mpa，送粉速率2kg/小时。设备正常后启动进料装置，打开送料阀，送入原料钨粉10Kg。经分散后的物料随气流由粉碎室送入分级机构；

3．涡轮分级：破碎后的粉料随气流向出口出流动，通过分选轮，调节分选机转速为5500转/分，符合要求的粉末被分离出，粗颗粒由壁上滑回研磨区继续研磨，直到被分离为止；

4．物料分离与收集：经过分级处理后的物料进入收集装置中的旋风分离器进行气、固分离，分离出的粉料分别进入一级和二级收粉室，然后通过两个蝶阀收粉。

本实施方式共得到平均粒度为2.906μm的分散性好粒径分布窄的超细钨粉9.83Kg，图3、 4分别是实施方案1得到的钨粉的粒径分布扫描电镜照片。

实施方式2:

本实施方式为分散平均粒度为5μm的超细团聚钨粉