CN102259186A - 一种细球形钨粉的制备方法 - Google Patents

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秦明礼
曲选辉
黄化
李睿
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Abstract

本发明属于粉末冶金粉末制备领域，提供一种细球形钨粉的制备方法。通过把钨粉的分散分级与球化相结合，制备出粒度在10μm以下的球形钨粉。具体工艺是：将形状不规则的原料钨粉通过气流冲击实现分散与分级，然后把经分散后的粉末通过射频等离子炬实现钨粉的球化，得到了粒度在10μm以下的细球形钨粉。本发明的优点是：气流冲击与射频等离子体球化相结合，解决了单一采用射频等离子球化得到的球形粉易长大的问题，生产效率高。得到的粉末球形度高，粒度10μm以下，球化率100%，表面光滑，粒度分布均匀，分散性好。

Description

一种细球形钨粉的制备方法
 
技术领域
       本发明属于粉末冶金粉末制备领域，特别是提供了一种细球形钨粉的制备方法。
背景技术
       近年来，随着科学技术的发展，对原料钨粉不断提出新的特殊要求，球形钨粉由于其优良的特性广泛的引用于多孔钨材料的制备、热喷涂以及注射成形等粉末冶金工艺中。用球形钨粉制备的多孔钨具有更均匀的孔隙，目前正逐渐取代常规钨粉，用于制作多孔钨部件，如大功率脉冲微波管的阴极、电子管的钡钨阴
极、熔融Zn，Al，Mg，Bi，Hg 等金属的过滤器、火箭的发汗材料、触媒或者触媒的载体、人造卫星的定位推进器等等。在热喷涂领域，球形粉末不仅流动性很好，而且得到的涂层具有更好的耐磨性。球形钨粉做成的粉末冶金压坯在烧结过程中收缩非常均匀，可实现良好的尺寸控制。用这种方法生产的板材与工业钨相比，具有较高的再结晶温度、较高的硬度和较低的弯曲转变温度。用球形钨粉制造的火箭喷嘴衬套，在热应力下具有良好的抗断裂性和抗腐蚀性。因此，如何获得粒径分布均匀球形钨粉日益受到了科技工作者的重视。
       目前国内外制备球形钨粉主要是采取射频等离子球化法，此法制备的钨粉球形度高，但由于钨粉团聚，导致球化后颗粒长大，难以制得粒度小于10μm的球形钨粉。
发明内容
       本发明的目的在于提供一种能够制备出10μm以下，球形度高，表面光滑，分散性好，粒度均匀的球形钨粉的方法。
本发明是这样实现的，一种细球形钨粉的制备方法，以形状不规则的细钨粉为原料，先采用气流磨对钨粉进行处理，将原来团聚的粉末分散成单个的颗粒，然后将分散后的粉末通过射频等离子来制备球形钨粉，实现超细球形钨粉的制备。
一种制备超细球形钨粉的制备方法，其步骤包括：
1.气流分散与分级
将原料粉末送入气流磨中研磨，得到分散性好、粒度分布均匀的粉末。气流磨的分选轮转速为2500~7000转/分钟，研磨腔压力为0.1 MPa ~1MPa，送粉速率0.1~20kg/小时，各参数依原始粉末而定；
2.射频等离子球化
将步骤1中收到的粉末通过射频等离子球化装置球化，其主要工艺参数为：功率50~100KW，氩气工作气流量20~60slpm，氩气保护气流量50~100slpm，系统负压800~1500mm水柱，送粉气流量2~10slpm，送粉速率为10~50g/min。
本发明的优点是，利用气流冲击分散与射频等离子体球化相结合，解决超细钨粉易团聚使得球化后粉末长大的问题，制得了粒度10μm以下，球化率100%，表面光滑，粒度分布均匀，分散性好的超细球形钨粉。
附图说明
图1是制备细球形钨粉的流程图；
图2是实施方案2原料钨粉的扫描电镜照片；
图3是实施方案2得到球形钨粉的扫描电镜照片。
具体实施方式
1.      清洗气流磨并充入氮气保护，调节研磨腔压力为0.1 MPa ~1MPa，分选轮转速为2500~7000转/分钟，送粉速率0.1~20 kg/小时，采用气流磨对钨粉进行处理；
2.      以氩气为工作气建立稳定运行的射频等离子体炬，其主要工艺参数为：功率50~100KW，氩气工作气流量20~60slpm，氩气保护气流量50~100slpm，系统负压800~1500mm水柱；
3.      以氩气为送粉气将步骤1中处理后的钨粉送入等离子高温区，其中送粉气流量2~10slpm，送粉速率为10~50g/min；
4.      形状不规则的钨粉颗粒在等离子炬高温区中，在对流、辐射、对流和化学传热四种机制吸热表面熔融并骤冷固化形成球形粉末。
实施方式1
本实施方式为制备平均粒径5μm的球形钨粉：
       原料钨粉的平均粒径为5.184的不规则钨粉，分散过程中研磨腔压力为0.7 MPa，分选轮转速为5000转/分钟，送粉速率5kg/小时；球化过程中输入功率为55KW，系统保持1000mm水柱，送粉气流量为5 slpm，工作气流量为30 slpm，保护气流量为60 slpm，送粉速率为20 g/min，分散过程中工作气体为氮气，球化过程中工作气、送粉气、保护气均为氩气。
实施方式2
本实施方式为制备平均粒径3μm的球形钨粉：
       原料钨粉的平均粒径为2.917的不规则钨粉，分散过程中研磨腔压力为0.7 MPa，分选轮转速为5500转/分钟，送粉速率5kg/小时；球化过程中输入功率为55KW，系统保持1000mm水柱，送粉气流量为5 slpm，工作气流量为30 slpm，保护气流量为70 slpm，送粉速率为20 g/min，分散过程中工作气体为氮气，球化过程中工作气、送粉气、保护气均为氩气。

Claims (2)

1.一种制备细球化钨粉的方法，其特征是包括以下步骤：以形状不规则的超细钨粉为原料，先采用气流冲击的方法对原料粉末进行分散分级，然后将分级后的粉末通过射频等离子来制备球形钨粉，实现超细球形钨粉的制备；
具体工艺为：
a.气流磨处理：分散与分级
将原料粉末送入气流磨中研磨，得到分散性好、粒度分布均匀的成单个颗粒的粉末，气流磨的分选轮转速为2500~7000转/分钟，研磨腔压力为0.1 MPa ~1MPa，送粉速率0.1~20kg/小时；
b.射频等离子球化
将步骤1中收到的粉末通过射频等离子球化装置球化，其主要工艺参数为：功率50~100KW，氩气工作气流量20~60slpm，氩气保护气流量50~100slpm，系统负压800~1500mm水柱，送粉气流量2~10slpm，送粉速率为10~50g/min。
2.根据权利要求1所述的细球形钨粉的制备方法，其特征在于，所得球形钨粉的粒度在10μm以下，且粒度分布均匀，表面光滑，球化率高达100%。
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