钴基合金粉末的制备
陆在平，杨晓华，肖宁
2009年全国热喷涂技术经验交流会论文集
摘要：介绍了真空气体雾化钻基高温合金热喷涂粉末制各的工艺，并分析讨论了热喷涂粉末的粒径及其分布特征，分析了影响合金热喷涂粉末的形貌的因素。结果表明：所制取的合金热喷涂粉末粒径小，分散性好，球性度高，表面光滑，氧含量低，热喷涂粉末性能完全满足航空材料行业需求。
关键词：热喷涂粉末；钴基合金；真空雾化；
合金中含有Ni，Cr，通过添加W、C等微量元素进行固溶强化以及这些元素的碳化物弥散强化，可获得满意的高温强度及较好的高温抗蚀性能。同时它具有良好抗氧化、热磨料磨损、抗冲击和抗热疲劳性能，因此被广泛用作导向叶片和其它熟端部件的涂层材料。由于钴是价格比较昂贵的战略资源，钻基合金热喷涂粉末的广泛应用受到热喷涂粉末质量和生成成本的制约。因此，要单位在自行研制的紧耦合雾化喷嘴的雾化制粉装置上进行了该粉末的制备工艺研究，以提高热喷涂粉末质量和降低生产成本。
1 实验
1.1实验原料
实验所用的材料为真空熔炼的高温合金，其名义化学成分(质量分数，％)为25Cr，10Ni，10W，余量Co。
1.2实验主要设备
(1)熔炼系统：由IGBTFA．100中频电源控制柜、中频感应炉、坩埚、可旋转供电电缆以及液压泵组成。
(2)真空系统：由H．150滑阀真空泵、ZJ．600A罗茨真空泵和KT-600高真空油扩散泵和阀门组成。
(3)雾化系统：由IGBTFA．50中频电源控制柜、中间包雾化罐体以及雾化喷嘴组成。
(4)供气系统：保证压力可以在0．6"3．0MPa范围内灵活控制。
(5)挎却水循环系统：用来冷却中频控制电源、感应线圈、熔炼炉体和雾化罐
(6)粉末收集系统：由罐体、下锥体和两级旋风收尘器组成。
1.3工艺流程
雾化制粉是将原料在坩埚中加热熔化，熔化坩埚在雾化室的上方，熔化过程中用氩气或其它惰性气体保护。液体金属从坩埚的底部导流管流出，进入雾化室，涟流的直径与导流管的直径相同。高压高速的惰性气体经雾化喷嘴冲击熔融合金液流，将液流雾化成弥散细小的液态颗粒；特这些液态小颗粒冷却凝固后，就得到金属热喷涂粉末。其流程为：热喷涂粉末材料成分设计——冶炼——雾化——筛分——检验——包装。
2结果与计论
2．I熔炼温度对球形度的影响
根据雾化实验发现．要实现稳定雾化．需要“一定”的金属过热度，而且热喷涂粉末随雾化顶角增大而变。雾化压力和喷嘴相同时．金属液过热温度越高．细热喷涂粉末产出率也越高，也就越容易得到球形粉末。在图l中可以看出．不同尺寸、不同状态的金属颗粒的形貌国。这是由于出离喷嘴的颗粒，有的完全凝固、有的完全为液态、有的部分凝固，在飞行过程中受到气流和重力的作用，由于运行速度不同，它们可能相互碰撞或与雾化室内壁碰撞发生变形，从而可能形成各种非球形的粉末颗粒，如卫星式粘连颗粒、包覆式颗粒、异形颗拉等。然而当过热废提高时，由于表面张力的作用，在下降过程中具有形成球体的趋势，从而得到更好球形度的粉末。图1得到的金属糟束球形度明显好于图2的球形度。并且球形颗粒表面变得更为“干净”，“卫星球”的比例减少。这样．必然会使舍金粉末的流动性提高，进而提高热喷涂粉末的松装密度。同时，随着熔炼温度的提高，金属熔体的粘度和表面张力降低，同时温度高的液滴冷凝过程长，表面张力收缩液滴表面的作用时间长，故容易得到球形粉末。
2．2合金热喷涂粉末其结构组成
圈3为CoCrW台金粉来的SEM新貌，可以看出真空雾化的该合金热喷涂粉末为球形，且球形度很好，这就显著地提高了合金热喷涂粉末的流动性及松装密度。
省略
3结论
(1)真空惰性气体雾化制粉出的钴基高温合金粉末颗粒分散性好，球性度高，表面光滑，氧含量低，热喷涂粉末性能完全满足航空材料行业需求。
(2)选择合适的喷射角度和雾化压力，可以提高细粉的出粉率。
(3)高温合金粉末的雾化制粉是一个复杂的过程，受多个因素影响，这些因素都相互耦合互相影响。
图略
参考文献略
本站文章未经允许不得转载；如欲转载请注明出处，北京桑尧科技开发有限公司网址：http://www.sunspraying.com/
|
