CN110306095A - 一种涂层用镍基合金粉末及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种涂层用镍基合金粉末，包括以下重量份的原料组成：镁1～5％，钴35～45％，铬7～10％，钼2～5％，硼2～5％，硅3～5％，镍40～50％；一种涂层用镍基合金粉末的制备方法中，包括以下步骤：基体合金制备基体合金粉末制备的工艺流程为：配料→离心→雾化→筛分→研磨→混合→干燥→筛分；配料：取相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍，加水进行混合，通过搅拌机搅拌2‑7min，得到混合物。本发明从根本上解决并提高了合金粉末在激光熔覆层中的抗裂性、成型性、工艺稳定性和成分均匀性，满足了城市管道以及设备对熔覆层耐温、耐蚀、耐磨和较高强度等的综合性能要求。

Description

一种涂层用镍基合金粉末及其制备方法

技术领域

本发明涉及镍基合金技术领域，尤其涉及一种涂层用镍基合金粉末及其制备方法。

背景技术

镍基合金粉末是市面上用量较广的一种合金粉、其主要用于钢件的、耐磨、防腐、防锈等，牌号分高硬度与低硬度两个种类，高硬度耐磨防腐，低硬度修复在加工，该粉末是系自熔性合金粉末中应用最广泛的一种。具有优良的综合性能，耐腐蚀，抗氧化性，耐热，耐低应力磨粒磨损及良好的冲击韧性。熔点低，固液相温度区间宽，对多种基体和WC颗粒等有强的润湿能力，操作简便。自熔性、润湿性和喷焊性优良，喷焊层具有硬度高、耐蚀、耐磨、耐热特点，难以切削，以湿式磨削为宜。适用于氧－乙炔火焰或等离子喷焊工艺，常用于耐蚀、耐磨、特别是耐滑动磨损零件的预防性保护和修复，如拉丝滚筒、凸轮、柱塞、轧钢机的输送辊等。注意事项：请严格按氧－乙炔火焰或等离子喷焊工艺的要求施焊；采用中小型喷焊枪时，宜选用－150目的的粉末，采用大型喷焊枪时宜选用－150/+320目的的粉末；合金粉如有吸潮现象，或存放期超过3个月，使用前应进行干燥处。

随着国民经济的日益发展，城市规模的不断增大以及我国工业生产中制药业、印染业的企业不断增多，城市污水、污泥处理的问题显得越来越突出，工业生产产生的大量酸、碱性污染物也越来越多。目前一些技术可以有效处理污水、污泥以及酸、碱性污染物等，但是，由于这些技术需要的设备是在一定的温度和压力下进行的，因此，对设备的材料的热加工性能、耐高温强度以及抗腐蚀性能要求较高，传统一般采用镀镍基合金层的方式进行耐腐蚀的保护，但传统的镍基合金层性能较差，不能满足全面的需要。

为此，我们提出了一种涂层用镍基合金粉末及其制备方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中的问题，而提出的一种涂层用镍基合金粉末及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种涂层用镍基合金粉末，包括以下重量份的原料组成：

镁1～5％，钴35～45％，铬7～10％，钼2～5％，硼2～5％，硅3～5％，镍40～50％。

在上述的一种涂层用镍基合金粉末中，包括以下重量份的原料组成：

镁2～5％，钴37～45％，铬8～10％，钼3～5％，硼3～5％，硅3～5％，镍40～50％。

在上述的一种涂层用镍基合金粉末中，包括以下重量份的原料组成：

镁4～5％，钴40～45％，铬9～10％，钼4～5％，硼3～5％，硅4～5％，镍45～50％。

在上述的一种涂层用镍基合金粉末中，包括以下重量份的原料组成：

镁4～5％，钴43～45％，铬9～10％，钼4～5％，硼4～5％，硅4～5％，镍48～50％

在上述的一种涂层用镍基合金粉末中，所述镁、钴、铬、钼、硼、硅和镍为相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍。

一种涂层用镍基合金粉末的制备方法中，包括以下步骤：

基体合金制备基体合金粉末制备的工艺流程为：配料→离心→雾化→筛分→研磨→混合→干燥→筛分；

1)配料：取相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍，加水进行混合，通过搅拌机搅拌2-7min，得到混合物；

2)离心：将步骤1)中得到的混合物投入至5000-7000r/min的离心机中进行5-7min的离心，得到沉淀物；

3)雾化：对沉淀物进行雾化压力在15-30MPa下的高压水雾化；

4)筛分：对雾化后收取的粉末进行粒度筛分，较大粒度的粉末进行研磨；

5)研磨：将步骤4)中所得的粒度较大的粉末投入至研磨机中，在转速为100-300r/min的条件下研磨2-3h；

6)取出研磨充分的粉末以及雾化粒度较小的粉末，加入搅拌机，添加树脂液，使混合粉各组分及树脂液都分布均匀，将各组元粉末颗粒包裹起来，并粘结在一起；

树脂液为热固型的酚醛树脂、环氧树脂或水玻璃做粘结剂，加入环己酮或甲醇形成的溶剂；

7)干燥：将步骤6)中所得的混合物置入冶炼炉中，与1000-1200℃的保温2-4h，再将温度升至1300-1450℃保保温1-3h，在极高的温度下实现冷却固化，形成球形的镍基合金粉颗粒并收集；

8)筛分：将干燥好的组合粉末进行破碎，由筛粉机筛出粒度范围为250目～350目的粉末分别作为成品粉，即得所需成分、所需粒度等级而又不会发生组分偏析的组合粉末。

与现有的技术相比，本涂层用镍基合金粉末及其制备方法的优点在于：

镍是保证形成稳定基体的物质，当加入钴后，可提高基体的强度；铬是用于增强抗氧化性和抗高温腐蚀性，铬的加入使镍基体产生固溶强化，提高镍基体的电极电位而钝化，增强其耐腐蚀性，同时又能生成致密氧化膜，增强其抗高温氧化能力；镁的加入可以与铬、钴协同起到耐腐蚀作用；钼的加入是为了提高镍基体的热强性，抗还原性酸腐蚀能力；而硅和硼可起到助熔造渣作用，同时又能提高自熔性和润湿性；同时硅的加入还可提高镍基体的耐磨性和高温强度；

并优选各组成元素的百分比含量，使合金粉末获得优越的综合性能，从而实现了合金在具有适中硬度、强度的同时，又降低了合金熔点，增加了耐磨、耐蚀性能。从根本上解决并提高了合金粉末在激光熔覆层中的抗裂性、成型性、工艺稳定性和成分均匀性，满足了城市管道以及设备对熔覆层耐温、耐蚀、耐磨和较高强度等的综合性能要求。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例一

一种涂层用镍基合金粉末，包括以下重量份的原料组成：

镁1～5％，钴35～45％，铬7～10％，钼2～5％，硼2～5％，硅3～5％，镍40～50％，镁、钴、铬、钼、硼、硅和镍为相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍。

一种涂层用镍基合金粉末的制备方法，包括以下步骤：

基体合金制备基体合金粉末制备的工艺流程为：配料→离心→雾化→筛分→研磨→混合→干燥→筛分；

1)配料：取相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍，加水进行混合，通过搅拌机搅拌2-7min，得到混合物；

2)离心：将步骤1)中得到的混合物投入至5000-7000r/min的离心机中进行5-7min的离心，得到沉淀物；

3)雾化：对沉淀物进行雾化压力在15-30MPa下的高压水雾化；

4)筛分：对雾化后收取的粉末进行粒度筛分，较大粒度的粉末进行研磨；

5)研磨：将步骤4)中所得的粒度较大的粉末投入至研磨机中，在转速为100-300r/min的条件下研磨2-3h；

6)取出研磨充分的粉末以及雾化粒度较小的粉末，加入搅拌机，添加树脂液，使混合粉各组分及树脂液都分布均匀，将各组元粉末颗粒包裹起来，并粘结在一起；

树脂液为热固型的酚醛树脂、环氧树脂或水玻璃做粘结剂，加入环己酮或甲醇形成的溶剂；

7)干燥：将步骤6)中所得的混合物置入冶炼炉中，与1000-1200℃的保温2-4h，再将温度升至1300-1450℃保保温1-3h，在极高的温度下实现冷却固化，形成球形的镍基合金粉颗粒并收集；

8)筛分：将干燥好的组合粉末进行破碎，由筛粉机筛出粒度范围为250目～350目的粉末分别作为成品粉，即得所需成分、所需粒度等级而又不会发生组分偏析的组合粉末。

实施例二

一种涂层用镍基合金粉末，包括以下重量份的原料组成：

镁2～5％，钴37～45％，铬8～10％，钼3～5％，硼3～5％，硅3～5％，镍40～50％，镁、钴、铬、钼、硼、硅和镍为相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍。

一种涂层用镍基合金粉末的制备方法，包括以下步骤：

基体合金制备基体合金粉末制备的工艺流程为：配料→离心→雾化→筛分→研磨→混合→干燥→筛分；

1)配料：取相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍，加水进行混合，通过搅拌机搅拌2-7min，得到混合物；

2)离心：将步骤1)中得到的混合物投入至5000-7000r/min的离心机中进行5-7min的离心，得到沉淀物；

3)雾化：对沉淀物进行雾化压力在15-30MPa下的高压水雾化；

4)筛分：对雾化后收取的粉末进行粒度筛分，较大粒度的粉末进行研磨；

5)研磨：将步骤4)中所得的粒度较大的粉末投入至研磨机中，在转速为100-300r/min的条件下研磨2-3h；

6)取出研磨充分的粉末以及雾化粒度较小的粉末，加入搅拌机，添加树脂液，使混合粉各组分及树脂液都分布均匀，将各组元粉末颗粒包裹起来，并粘结在一起；

树脂液为热固型的酚醛树脂、环氧树脂或水玻璃做粘结剂，加入环己酮或甲醇形成的溶剂；

7)干燥：将步骤6)中所得的混合物置入冶炼炉中，与1000-1200℃的保温2-4h，再将温度升至1300-1450℃保保温1-3h，在极高的温度下实现冷却固化，形成球形的镍基合金粉颗粒并收集；

8)筛分：将干燥好的组合粉末进行破碎，由筛粉机筛出粒度范围为250目～350目的粉末分别作为成品粉，即得所需成分、所需粒度等级而又不会发生组分偏析的组合粉末。

实施例三

一种涂层用镍基合金粉末，包括以下重量份的原料组成：

镁4～5％，钴40～45％，铬9～10％，钼4～5％，硼3～5％，硅4～5％，镍45～50％，镁、钴、铬、钼、硼、硅和镍为相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍。

一种涂层用镍基合金粉末的制备方法，包括以下步骤：

基体合金制备基体合金粉末制备的工艺流程为：配料→离心→雾化→筛分→研磨→混合→干燥→筛分；

1)配料：取相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍，加水进行混合，通过搅拌机搅拌2-7min，得到混合物；

2)离心：将步骤1)中得到的混合物投入至5000-7000r/min的离心机中进行5-7min的离心，得到沉淀物；

3)雾化：对沉淀物进行雾化压力在15-30MPa下的高压水雾化；

4)筛分：对雾化后收取的粉末进行粒度筛分，较大粒度的粉末进行研磨；

5)研磨：将步骤4)中所得的粒度较大的粉末投入至研磨机中，在转速为100-300r/min的条件下研磨2-3h；

6)取出研磨充分的粉末以及雾化粒度较小的粉末，加入搅拌机，添加树脂液，使混合粉各组分及树脂液都分布均匀，将各组元粉末颗粒包裹起来，并粘结在一起；

树脂液为热固型的酚醛树脂、环氧树脂或水玻璃做粘结剂，加入环己酮或甲醇形成的溶剂；

7)干燥：将步骤6)中所得的混合物置入冶炼炉中，与1000-1200℃的保温2-4h，再将温度升至1300-1450℃保保温1-3h，在极高的温度下实现冷却固化，形成球形的镍基合金粉颗粒并收集；

8)筛分：将干燥好的组合粉末进行破碎，由筛粉机筛出粒度范围为250目～350目的粉末分别作为成品粉，即得所需成分、所需粒度等级而又不会发生组分偏析的组合粉末。

实施例四

一种涂层用镍基合金粉末，包括以下重量份的原料组成：

镁4～5％，钴43～45％，铬9～10％，钼4～5％，硼4～5％，硅4～5％，镍48～50％，镁、钴、铬、钼、硼、硅和镍为相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍。

一种涂层用镍基合金粉末的制备方法，包括以下步骤：

基体合金制备基体合金粉末制备的工艺流程为：配料→离心→雾化→筛分→研磨→混合→干燥→筛分；

1)配料：取相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍，加水进行混合，通过搅拌机搅拌2-7min，得到混合物；

2)离心：将步骤1)中得到的混合物投入至5000-7000r/min的离心机中进行5-7min的离心，得到沉淀物；

3)雾化：对沉淀物进行雾化压力在15-30MPa下的高压水雾化；

4)筛分：对雾化后收取的粉末进行粒度筛分，较大粒度的粉末进行研磨；

5)研磨：将步骤4)中所得的粒度较大的粉末投入至研磨机中，在转速为100-300r/min的条件下研磨2-3h；

6)取出研磨充分的粉末以及雾化粒度较小的粉末，加入搅拌机，添加树脂液，使混合粉各组分及树脂液都分布均匀，将各组元粉末颗粒包裹起来，并粘结在一起；

树脂液为热固型的酚醛树脂、环氧树脂或水玻璃做粘结剂，加入环己酮或甲醇形成的溶剂；

7)干燥：将步骤6)中所得的混合物置入冶炼炉中，与1000-1200℃的保温2-4h，再将温度升至1300-1450℃保保温1-3h，在极高的温度下实现冷却固化，形成球形的镍基合金粉颗粒并收集；

8)筛分：将干燥好的组合粉末进行破碎，由筛粉机筛出粒度范围为250目～350目的粉末分别作为成品粉，即得所需成分、所需粒度等级而又不会发生组分偏析的组合粉末。

镍是保证形成稳定基体的物质，当加入钴后，可提高基体的强度；铬是用于增强抗氧化性和抗高温腐蚀性，铬的加入使镍基体产生固溶强化，提高镍基体的电极电位而钝化，增强其耐腐蚀性，同时又能生成致密氧化膜，增强其抗高温氧化能力；镁的加入可以与铬、钴协同起到耐腐蚀作用；钼的加入是为了提高镍基体的热强性，抗还原性酸腐蚀能力；而硅和硼可起到助熔造渣作用，同时又能提高自熔性和润湿性；同时硅的加入还可提高镍基体的耐磨性和高温强度；

并优选各组成元素的百分比含量，使合金粉末获得优越的综合性能，从而实现了合金在具有适中硬度、强度的同时，又降低了合金熔点，增加了耐磨、耐蚀性能。从根本上解决并提高了合金粉末在激光熔覆层中的抗裂性、成型性、工艺稳定性和成分均匀性，满足了城市管道以及设备对熔覆层耐温、耐蚀、耐磨和较高强度等的综合性能要求。

Claims (6)

1.一种涂层用镍基合金粉末，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：

镁1～5％，钴35～45％，铬7～10％，钼2～5％，硼2～5％，硅3～5％，镍40～50％。

2.根据权利要求1所述的一种涂层用镍基合金粉末，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：

镁2～5％，钴37～45％，铬8～10％，钼3～5％，硼3～5％，硅3～5％，镍40～50％。

3.根据权利要求1所述的一种涂层用镍基合金粉末，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：

镁4～5％，钴40～45％，铬9～10％，钼4～5％，硼3～5％，硅4～5％，镍45～50％。

4.根据权利要求1所述的一种涂层用镍基合金粉末，其特征在于，包括以下重量份的原料组成：

镁4～5％，钴43～45％，铬9～10％，钼4～5％，硼4～5％，硅4～5％，镍48～50％。

5.根据权利要求1所述的一种涂层用镍基合金粉末，其特征在于，所述镁、钴、铬、钼、硼、硅和镍为相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍。

6.一种涂层用镍基合金粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

基体合金制备基体合金粉末制备的工艺流程为：配料→离心→雾化→筛分→研磨→混合→干燥→筛分；

1)配料：取相应比例的水硫酸镁、六水合硝酸钴、九水硝酸铬、五水硝酸钼、硼粉、二氧化硅和六水硝酸镍，加水进行混合，通过搅拌机搅拌2-7min，得到混合物；

2)离心：将步骤1)中得到的混合物投入至5000-7000r/min的离心机中进行5-7min的离心，得到沉淀物；

3)雾化：对沉淀物进行雾化压力在15-30MPa下的高压水雾化；

4)筛分：对雾化后收取的粉末进行粒度筛分，较大粒度的粉末进行研磨；

5)研磨：将步骤4)中所得的粒度较大的粉末投入至研磨机中，在转速为100-300r/min的条件下研磨2-3h；

6)取出研磨充分的粉末以及雾化粒度较小的粉末，加入搅拌机，添加树脂液，使混合粉各组分及树脂液都分布均匀，将各组元粉末颗粒包裹起来，并粘结在一起；

树脂液为热固型的酚醛树脂、环氧树脂或水玻璃做粘结剂，加入环己酮或甲醇形成的溶剂；

7)干燥：将步骤6)中所得的混合物置入冶炼炉中，与1000-1200℃的保温2-4h，再将温度升至1300-1450℃保保温1-3h，在极高的温度下实现冷却固化，形成球形的镍基合金粉颗粒并收集；

8)筛分：将干燥好的组合粉末进行破碎，由筛粉机筛出粒度范围为250目～350目的粉末分别作为成品粉，即得所需成分、所需粒度等级而又不会发生组分偏析的组合粉末。