[发明专利]一种射频等离子体生产球形钨合金粉的方法

说明书

本发明提供一种用射频感应等离子体生产球形钨钼铼(W‑Mo‑Re)合金粉，其组分为：粒度50um重量百分比为80％的W粉，粒度为1um重量百分比为5‑15％的Mo粉，粒度为1um重量百分比为5‑15％的Re粉，上述原料进行物理混合，通过射频感应等离子体制备钨钼铼(W‑Mo‑Re)合金粉。本发明制备的钨钼铼(W‑Mo‑Re)合金粉组份均匀、密度均匀、缺陷少、强度高、球形度高。

技术领域

本发明涉及一种球形钨钼铼(W-Mo-Re)合金粉末的生产方法，具体是以金属钨粉为原料，利用钼、铼作为固溶强化元素，通过射频感应等离子体融化、冷却制备的球形度好、球化率高、粒径分布均匀、力学性能更优的球形钨钼铼(W-Mo-Re)合金粉，属于3D打印材料领域。

背景技术

钨合金具有密度大，熔点、硬度高，热膨胀系数小，导电、导热性能好，抗腐蚀和抗氧化性好，机加工性和可焊性好等优异性能，在国防工业和民用工业中均得到了广泛应用。自从二十世纪90年代以来，球形钨粉的需求与日俱增，广泛地应用于多孔材料的制备、热喷涂和3D打印领域中。因此，制备组份均匀、密度均匀、缺陷少、强度高、球形度高的钨合金粉尤其重要。

但是，由于金属钨的熔点高，制备球形度好、粒径均匀的球形钨合金粉比较困难。目前，自贡硬质合金厂利用制粒烧结法生产应用于热喷涂的球形粉末，制得了粒径为40-750μm的球形钨粉末，但用这种方法制得的粉末较粗，难以达到很高的致密度。西北有色金属研究院用旋转电极直流弧等离子体法制备球形钨粉，但只能制备较粗的粉末，不具备制备尺寸较小精细球形钨粉的能力和技术，且直流弧等离子体还存在电极的污染，影响产品的纯度。美国的联合化学公司(Allied Chemical Company)发明了一种通过气相沉积从WF6中得到大粒度(40-650μm)球状钨粉的工艺，该工艺涉及到强烈腐蚀性的HF，劳动条件恶劣，对环保要求很高。

通过检索现有专利和文献，未发现使用射频感应等离子体生产球形钨钼铼(W-Mo-Re)合金粉末的报导。

发明内容

本发明为了解决以上技术问题，利用添加钼、铼固溶强化元素，通过射频等离子体球化的方法，提高了球形钨合金体系的球化率以及球形度。

本发明提供一种用射频感应等离子体生产球形钨钼铼(W-Mo-Re)合金粉，其组分为：粒度50um重量百分比为80％的W粉，粒度为1um重量百分比为5-15％的Mo粉，粒度为1um重量百分比为5-15％的Re粉，上述原料进行物理混合，通过射频感应等离子体制备球形钨钼铼(W-Mo-Re)合金粉。

本次发明其次提供上述钨钼铼(W-Mo-Re)合金粉的制备步骤：

(1)首先将粒度50um重量百分比为80％的W粉，粒度为1um重量百分比为5-15％的Mo粉，粒度为1um重量百分比为5-15％的Re粉，将得到的粉末加入到等离子体设备的送粉器中；

(2)开启等离子体，并且设置等离子体的运行参数：保护气体为97slpm，中心气体为23slpm，氢气为17slpm；

(3)打开送粉阀门，调整载气为5slpm，调整送粉速率为60g/min；

(4)收集所得粉末，清洗球形粉末表面的纳米粉，得到球形钨钼铼(W-Mo-Re)合金粉；

本发明所得球形钨钼铼(W-Mo-Re)合金粉组份均匀、密度均匀、缺陷少、强度高、球形度高，适合批量生产，具有良好的商业价值。

具体实施方法

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。