[发明专利]一种Mo2FeB2基热喷涂合金粉末及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及合金粉末及其制备方法，尤其涉及一种可用来提高零部件的性能和使用寿命的Mo₂FeB₂基热喷涂合金粉末及其制备方法。

背景技术

热喷涂技术是一种表面改性技术。由于它的诸多优点，因而广泛应用于机械电子、化工、航天航空等领域，用来提高零部件的性能和使用寿命。热喷涂技术包括：热喷涂材料、喷涂设备及喷涂工艺，其中热喷涂材料是影响涂层性能的关键因素。目前，已实现工业化生产的热喷涂材料包括：金属、合金和陶瓷等，使用形式主要以粉末、丝材、棒材为主，其中粉末的使用量占整体喷涂材料70%以上。热喷涂粉末主要包括纯金属粉末、合金粉末、氧化物陶瓷粉末、碳化物粉末、金属陶瓷粉末，而应用于耐磨耐蚀领域的热喷涂粉末主要为后面的4种。

合金中常用的增强相材料包括：碳化物、氧化物、氮化物和硼化物。其中硼化物具有高熔点、高硬度、高耐磨性和高抗腐蚀性能，被视为较有发展前景的硬质相材料。Mo₂FeB₂具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性，以及高的导电率，在耐磨和耐蚀等领域中得到了广泛的应用和发展。

非晶材料由于其高的强度和硬度，良好的塑性，优异的电磁性能，因而近年来成为人们研究的热点。由于非晶相处于亚稳定状态，故粉末具有较高的能量，在热喷涂过程中有助于粉末与被喷涂基体表面的粘接，及粉末颗粒之间的润湿，对提高涂层质量具有重要意义。

现有技术制备出的热喷涂粉末纯度较低，球化率低，粉末粒度分布范围窄，流动性不好，其中的非晶含量偏低，不益于对后续喷涂工艺的控制和涂层质量的提高。

发明内容

本发明为了解决上述现有热喷涂粉末制备的技术问题，提供一种Mo₂FeB₂基热喷涂合金粉末的制备方法。该合金粉末为复相结构且部分非晶，其中增强相为Mo₂FeB₂、W₂FeB₂，粘结相为含Cr、Ni的铁基体。

本发明提供的一种Mo₂FeB₂基热喷涂合金粉末，由下列重量百分比的原料配制而成： 14.64 ~ 36.5% 的FeB、21.3 ~ 47.5% 的Mo、1.3 ~ 4.7% 的Ni、2.4 ~ 8.1% 的Cr 、0 ~ 5% 的W、8.82 ~ 49.66%的羰基铁。 

本发明还提供一种Mo₂FeB₂基热喷涂合金粉末的制备方法，其包括以下工艺步骤：

根据制作Mo₂FeB₂基热喷涂合金粉末的配比配制混合料； 

将滚动球与所述混合料放入磨机中干混4h；其中，球料比为7∶1，球磨机转速为70 rad/min；

再将经过球磨的混合料放入真空感应炉中加热，熔融成金属母合金液，保温1h，然后经水雾化制得Mo₂FeB₂基热喷涂合金粉末；

其中：雾化水压为18~30Mpa，喷嘴为8~20孔，孔径为2~5mm，倾角为25~35°之间，母合金液的温度控制在1350~1450℃之间。

所述的Mo₂FeB₂基热喷涂合金粉末中非晶合金粉未的比例为50%以上。

所述的Mo₂FeB₂基热喷涂合金粉末为复相结构，包括增强相和基体。其中，增强相为Mo₂FeB₂、W₂FeB₂，基体为含Cr、Ni的铁基体。

所述的Mo₂FeB₂基热喷涂合金粉末中，增强相的质量分数为30~80%。