CN101549268A - 一种制造球形高温粉体材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制造球形高温粉体材料的方法，将不规则状高温粉末原料通过给料机构进入预热器预热，原料预热温度控制在900～1100℃，经预热的原料以3－15克/秒的速度自上而下进入立式成球加热炉内，在2500～3000℃的立式成球加热炉内熔融并球化，然后进入快冷布气器中，经快冷布气器中的高压惰性气流作用迅速冷凝，制得的球形粉末在球形粉末收集器内收集。采用本方法制备的球形高温粉体材料球形度好，微观组织细化，工艺流程短，生产效率高，制造成本低。

Description

一种制造球形高温粉体材料的方法

技术领域

本发明涉及一种制造球形高温粉体材料的方法，特别是涉及高温粉体材料，如陶瓷粉体材料、非金属粉体材料、硬质金属粉体材料、难熔金属化合物粉体材料的球化方法。

背景技术

高温粉体材料的熔点通常在2000℃-3500℃范围，它的重要用途之一是作为喷涂材料，用以强化工件表面，提高制品的耐磨性、耐蚀性、韧性或抗高温性能。现有方法生产如氧化锆、氧化铝、碳化钨、难熔金属化合物等高温粉体材料主要通过化学方式合成，再经机械破碎成粉料，所得到的颗粒外观呈非规则状。由于非规则状粉末具有尖锐边角，流动性差，晶粒组织粗大，在生产应用过程中，工件表面质量差，涂层组织存在应力集中和微裂纹以及较低的耐磨性和韧性等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能对系列高温粉体材料进行球化，改善颗粒形貌，细化晶粒结构，以提高粉体材料的耐磨性、耐蚀性、韧性或抗高温性能的制造球形高温粉体材料的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供的制造球形高温粉体材料的方法，将不规则状高温粉末原料通过给料机构进入预热器预热，原料预热温度控制在900～1100℃，经预热的原料以3-15克/秒的速度自上而下进入立式成球加热炉内，在2500～3000℃的立式成球加热炉内熔融并球化，然后进入快冷布气器中，经快冷布气器中的高压惰性气流作用迅速冷凝，制得的球形粉末在球形粉末收集器内收集。

所述的不规则状高温粉末原料包括陶瓷粉体材料、非金属粉体材料、硬质金属或合金粉体材料、难熔金属化合物粉体材料，也包括低熔点金属、合金或非金属粉体材料。

所述的预热器对原料进行初级加热，以便提高成球效率，根据粉体材料特性和工艺要求，预热器为0级、一级或多级，其加热温度控制在粉体材料熔点温度以下。

所述的立式成球加热炉采用感应加热或采用电阻加热，炉内为真空或保护气氛状态。

采用上述技术方案的制造球形高温粉体材料的方法，不规则状高温粉末原料通过给料机构进入预加热器预热，经预热的原料然后进入立式成球加热炉内，自上而下通过超高温区，在高温场作用下球化，经快冷布气器中的高压惰性气流作用迅速冷凝，制得的球形粉末在粉体收集器内收集，快冷布气器使惰性气体产生高压气流，对已球化的熔体细滴实施快速冷凝，该布气器具有一层至多层环孔或环缝出气口，可根据球化工艺需要进行调整。本发明的优点和显著效果，表现为：本发明的方法，用以制造球形高温粉体材料，适于大规模工业生产，适于不同粒度非规则状粉体材料的球化，例如球形铸造碳化钨等，球化效果好，微观组织细化，粉末质量稳定，其工艺流程短，生产成本低。

综上所述，本发明是一种能对系列高温粉体材料进行球化，改善颗粒形貌，细化晶粒结构，以提高粉体材料的耐磨性、耐蚀性、韧性或抗高温性能的制造球形高温粉体材料的方法。

附图说明

图1是本发明采用的高温粉体材料球化装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

参见图1，立式成球加热炉5上端入口连接有预热器2，立式成球加热炉上端设有上进气口4，预热器2连接有给料机构3，给料机构3连接有料斗1，立式成球加热炉5下端出口连接有快冷布气器6，快冷布气器6下端连接有球形粉体收集器7，球形粉体收集器7连接有惰性气源8。立式成球加热炉5采用感应加热或采用电阻加热，所述的立式成球加热炉5内为真空或保护气氛状态。

参见图1，将不规则状高温粉末原料通过料斗1、给料机构3进入预热器2预热，原料预热温度控制在900～1100℃，经预热的原料以3-15克/秒的速度自上而下进入立式成球加热炉5内，在2500～3000℃的立式成球加热炉5内熔融并球化，然后进入快冷布气器6中，经快冷布气器6中的高压惰性气流作用迅速冷凝，制得的球形粉末在球形粉末收集器7内收集。

不规则状高温粉末原料包括陶瓷粉体材料、非金属粉体材料、硬质金属或合金粉体材料、难熔金属化合物粉体材料，也包括低熔点金属、合金或非金属粉体材料。

预热器2对原料进行初级加热，以便提高成球效率，根据粉体材料特性和工艺要求，预热器为0级、一级或多级，其加热温度控制在粉体材料熔点温度以下。

立式成球加热炉5采用感应加热或采用电阻加热，炉内为真空或保护气氛状态。

快冷布气器6使惰性气体产生高压气流，对已球化的熔体细滴实施快速冷凝，该布气器具有一层至多层环孔或环缝出气口，可根据球化工艺需要进行调整。

实施例1：

以非规则状铸造碳化钨为原料，其粒度100目(180微米)，碳含量4.1％，熔点为2520℃，称取这种粉末料50公斤装入料斗1中，经给料机构3进入预热器2，原料预热温度控制在1000℃，铸造碳化钨原料预热后，以10克/秒的速度进入立式成球加热炉5内，预热原料自上而下经过立式成球加热炉5，在高温场(3000℃)作用下，非规则状铸造碳化钨粉末熔融并球化，接着进入快冷布气器6，在惰性气源8提供的高压惰性气流作用下快速冷凝，然后进入球形粉末收集器7中。经检测，所得到的铸造碳化钨粉末全部呈球状，颗粒内针状晶组织的比例达95％，霍尔流速为6秒/50克。

实施例2：

以非规则状氧化铝为原料，原料粒度60目(250微米)，密度3.6克/立方厘米，熔点2050℃，将这种粉末原料50公斤装入料斗1中，经给料机构3进入预热器2，原料预热温度控制在900℃，氧化铝原料预热后，以15克/秒的速度进入立式成球加热炉5内，预热原料自上而下经过立式成球加热炉5，在高温场(2500℃)作用下，非规则状氧化铝粉末熔融并球化，接着进入快冷布气器6，在惰性气源8提供的高压惰性气流作用下快速冷凝，然后进入球形粉末收集器7中。经检测，所得到的氧化铝粉末全部呈球状。

实施例3：

以非规则状氧化鋯为原料，原料粒度150目(130微米)，密度5.88克/立方厘米，熔点2715℃，将这种粉末原料50公斤装入料斗1中，经给料机构3进入预热器2，原料预热温度控制在1100℃，氧化鋯原料预热后，以3克/秒的速度进入立式成球加热炉5内，预热原料自上而下经过成球加热炉，在高温场(3000℃)作用下，非规则状氧化鋯粉末熔融并球化，接着进入快冷布气器6，在惰性气源8提供的高压惰性气流作用下快速冷凝，然后进入球形粉末收集器7中。经检测，所得到的氧化鋯粉末全部呈球状。

Claims (4)

1、一种制造球形高温粉体材料的方法，其特征在于：将不规则状高温粉末原料通过给料机构进入预热器预热，原料预热温度控制在900～1100℃，经预热的原料以3-15克/秒的速度自上而下进入立式成球加热炉内，在2500～3000℃的立式成球加热炉内熔融并球化，然后进入快冷布气器中，经快冷布气器中的高压惰性气流作用迅速冷凝，制得的球形粉末在球形粉末收集器内收集。

2、根据权利要求1所述的制造球形高温粉体材料的方法，其特征在于：所述的不规则状高温粉末原料包括陶瓷粉体材料、非金属粉体材料、硬质金属或合金粉体材料、难熔金属化合物粉体材料，也包括低熔点金属、合金或非金属粉体材料。

3、根据权利要求1所述的制造球形高温粉体材料的方法，其特征在于：所述的预热器对原料进行初级加热，以便提高成球效率，根据粉体材料特性和工艺要求，预热器为0级、一级或多级，其加热温度控制在粉体材料熔点温度以下。

4、根据权利要求1所述的制造球形高温粉体材料的方法，其特征在于：所述的立式成球加热炉采用感应加热或采用电阻加热，炉内为真空或保护气氛状态。

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