CN111644625B - 一种铬合金燃料电池连接件的制备方法 - Google Patents

一种铬合金燃料电池连接件的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种铬合金燃料电池连接件的制备方法，其中，一种铬合金燃料电池连接件的制备方法包括选取铬合金混合粉成分、制备铬合金喂料、注射成形、脱脂及烧结，采用金属注射成形方式，使铬合金混合粉与粘结剂混合造粒，铬合金喂料具有较好的流动性，能够自由填充膜腔，进而形成所需形状的铬合金燃料电池连接件，且密度均匀，烧结后密度接近全致密，无需封孔，可消除背景技术中压制烧结法密度低、密度不均匀、需要高温封孔的弊端。

Description

一种铬合金燃料电池连接件的制备方法
技术领域
本发明属于粉末注射成形技术领域，具体涉及一种铬合金燃料电池连接件金属粉末注射成形方法。
背景技术
铬基合金材料已广泛用于固体燃料电池领域。为了提高燃料电池的效率，一般将燃料电池连接件的面型设计得较为复杂，然而铬的熔点高(近1900℃)，活性强，且易脆裂，采用传统方法(熔铸+机加工)制备困难、成本昂贵。
近年来出现了采用一次压制-烧结方法制备的铬基燃料电池连接件，直接将面型成形出来，高温烧结后强度可满足要求，如本申请人在先申请的中国实用新型专利《一种固体氧化物燃料电池连接件》，其专利号为ZL201320483220.5(CN203415644U)公开了在连接板的正反面上设置有用于引导气体在单电池单元和连接件之间流动的波浪形凸条；又如中国实用新型专利《固体氧化物燃料电池连接件》，其专利号为ZL201420371611.2(授权公告号为CN204067474U)公开了在连接板的正反面上分别均匀布设有多个可有效疏导气体并使气体均匀扩散在单电池单元和连接件之间的圆形凹凸台结构。上述专利采用压制法成形制备的连接的密度低，易掉边掉角，大规模生产时报废率较高。
采用压制烧结制备得到的连接板密度较低，通常必须封孔才能使用，如本申请人在先申请的中国杆专利《一种粉末冶金铬合金燃料电池连接件的封孔方法》，其专利号为ZL201410554424.2(授权公告号为CN105562698B)，公开了采用渗碳性气氛对铬基连接板进行氧化处理的方法，但此法需要在800℃以上进行长期高温处理，成本较高。
因此，需要对现有的铬合金燃料电池连接件的制备方法作进一步的改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种具有良好流动性以获得较好致密度的电池连接件的铬合金燃料电池连接件的制备方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种铬合金燃料电池连接件的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
(1)铬合金混合粉成分
按照重量百分比，其成分组成为84～99.8％的铬，0.1-10％的合金元素，0.1～6％的稀土氧化物，其中，将合金元素以元素粉的形式加入到铬粉与稀土氧化物中进行混合得到铬合金混合粉；或者，将合金元素和铬元素熔化，并经雾化得到铬合金粉末，然后将铬合金粉末加入到稀土氧化物中进行混合得到铬合金混合粉；所述的合金元素为铁、锰、镍、钛、钴中的一种或几种；
(2)制备铬合金喂料
在步骤(1)中的铬合金混合粉中加入粘结剂进行混合，混合后密炼造粒得到铬合金喂料，其中，所述粘结剂由主填充剂、骨架高分子及添加剂组成；
(3)注射成形
将步骤(2)的铬合金喂料注射成形得到燃料电池连接件生坯；
(4)脱脂
将生坯置于酸催化气氛或有机溶剂或者水中进行一次脱脂，脱除80％以上的主填充剂；
(5)烧结
在真空或氢气或惰性气氛保护下进行二次热脱脂及烧结，烧结密度达到6.7g/cm3以上。
优选地，在步骤(2)中，铬合金粉末与粘结剂的重量比为A1：A2，其中，A1为85～95，A2为5～15。铬合金比重大，制备出的喂料粘度大，流动性差，容易出现注不满等缺陷；铬合金粉末比重过低，会导致脱脂烧结时更容易产生产品坍塌，烧结变形等问题。
改进地，在步骤(2)中，所述主填充剂、骨架高分子、添加剂的重量比为B1：B2：B3，其中，B1为65～95，B2为5～34，B3为0.1～10。主填充剂设定在此范围内，可保证喂料的流动性，骨架高分子过少则会导致产品在注射、脱脂以及烧结后的保型性变差，发生坍塌、变形、开裂等，过多则需延长二次热脱脂时间，增加成本，添加剂过少难以发挥改善润湿、促进分散、抗粘结剂分解的作用，添加过多则对性能作用不大。
粘结剂的形式有多种，但是优选地，所述主填充剂为聚甲醛、石蜡、棕榈蜡、微晶蜡、聚乙二醇中的一种或至少两种的混合物，所述骨架高分子为高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或至少两种的混合物；添加剂为硬脂酸及其盐类、乙撑双硬脂酰胺、失水山梨醇脂肪酸酯类、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或至少两种的混合物。
上述粘结剂赋予喂料良好的流动性、保形性和均匀性，主填充剂作用是填充在金属粉末颗粒的间隙，使其具有流动性，骨架高分子增加了强度，保证脱脂后及烧结过程中保持产品的形状，添加剂改善了粘结剂与金属粉末的润湿性以及金属粉末在粘结剂中的分散均匀性，并改善喂料的流动性。
优选地，所述添加剂中含有抗氧化剂，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、二丁基羟基甲苯、抗氧剂DLTP中的一种或至少两种的混合物，所述抗氧剂重量比为0.01～1％。抗氧剂能有效地抑制粘结剂在高温下加工过程中的热氧化降解，延长喂料的循环使用次数。
优选地，在步骤(5)中，以V1的升温速率升到温度T1，保温t1时间进行脱脂，再以V2的升温速率升温到温度T2，保温t2时间，保温结束后随炉冷却，其中，V1为2～4℃/min，T1为580～620℃，t1为0.8～1h，V2为4.5～6℃/min，T2为1200～1550℃，t2为1～5h。
稀土氧化物的形式有多种，但是优选地，所述稀土氧化物为La2O3、Ce2O3、CeO2、Pr6O11、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Y2O3、Sc2O3、Lu2O3中的一种或至少两种的混合物。
优选地，所述铬粉或铬合金粉末粒度为0.5～38μm，所述合金元素粉末粒度为1～30μm，所述稀土氧化物的粒度为0.5～10μm。粒度过细，比表面积增加，金属粉末不易在粘结剂中分散，喂料流动性变差；粒度过粗，烧结驱动力不足，不利于铬的烧结致密化实现。
优选地，所述的铬粉为由类球形粉末或/和不规则粉末而组成，所述类球形粉末的重量百分比为10～100％，所述铬粉的振实密度为3.8～4.2g/cm3。
采用类球形铬粉或/和不规则铬粉以及优选的粉末粒度，辅之以优选的粘结剂的组成和配比，从而使喂料具备良好的流动性和保型性。
改进地，在步骤(2)中密炼前首先将铬合金混合粉末干燥5～10min，密炼温度160～190℃，密炼时间30～90min。密炼前干燥的目的是将金属粉末中的水分烘干，使之充分干燥，消除金属粉末的结块和团聚现象，有利于金属粉末颗粒在粘结剂中分散均匀，当低于上述密炼温度，粘结剂粘性大、流动性不好，不利于混匀，若高于上述密炼温度，可能导致粘结剂中某些组分热分解，破坏粘结剂性能，时间过短，粉末分散不均匀，时间过长，易导致粘结剂组元分解变质。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用金属注射成形方式，使铬合金混合粉与粘结剂混合造粒，铬合金喂料具有较好的流动性，能够自由填充膜腔，进而形成所需形状的铬合金燃料电池连接件，且密度均匀，烧结后密度接近全致密，无需封孔，可消除背景技术中压制烧结法密度低、密度不均匀、需要高温封孔的弊端。具有普适性，利于推广和大规模生产。采用注射成型制备的铬板，在交叉条纹、深度大于0.6mm的条纹、异型截面条纹(如三角形、梯形、矩形)等成型方面更有优势，具有更多的设计自由。
附图说明
图1是实施例1所制备的燃料电池连接件的结构示意图；
图2为图1的另一角度的结构示意图；
图3为实施例1中铬粉的形貌图；
图4为实施例1中氧化钇粉末的形貌图；
图5为实施例1中羰基铁粉形貌图；
图6为实施例1中燃料电池连接件的断口SEM图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1：
如图1至图6所示，为本发明的第一个优选实施例。
该实施例的铬合金燃料电池连接件的制备方法，依次包括以下步骤：
(1)铬合金混合粉成分
按照重量百分比，其成分组成为94％的铬，5％的合金元素，1％的稀土氧化物，本实施例中的铬为类球形Cr粉和不规则Cr粉，具体形貌参见图3所示，铬的粒度平均为10um，振实密度4.1g/cm3；合金元素为铁粉和钛粉，其中的铁粉为羰基铁粉，具体形貌参见图5所示，其粒度平均为3um，稀土氧化物为氧化钇粉末，其形貌参见图4所示，稀土氧化物的粒度为0.5um。上述合金元素的粒度为3um，类球形Cr粉、不规则Cr粉、铁粉、钛粉和氧化钇粉末的重量比为20：74：4.5：0.5：1，按上述重量百分比计，将铁粉和钛粉加入到类球形Cr粉、不规则Cr粉及氧化钇粉末中进行混合得到铬合金混合粉；
(2)制备铬合金喂料
在步骤(1)中的铬合金混合粉中加入粘结剂进行混合，其中，铬合金混合粉和粘结剂按重量比为90：10混合，混合后置于密炼机中，并在温度160℃密炼1h，造粒得到铬合金喂料；粘结剂中包括石蜡、聚丙烯、硬脂酸及抗氧剂1010，石蜡、聚丙烯、硬脂酸及抗氧剂1010的重量比为65：30：4.5：0.5；
(3)注射成形
将步骤(2)的铬合金喂料注射成形得到燃料电池连接件生坯；
(4)脱脂
将生坯置于有机溶剂中进行一次脱脂，脱除80％以上的石蜡；
(5)烧结
采用真空炉，保护气氛为高纯氩气，以3℃/min的升温速率升至600℃保温1h热脱脂，再以5℃/min的升温速率升至1510℃，保温时间2.5h，保温结束后随炉冷却，烧结密度为6.95g/cm3。铬合金烧结件断口形貌如图6所示。
如图1和图2所示，燃料电池连接件包括连接板1，连接板1厚度方向的两个表面上在邻近边沿的位置上分别凹陷形成有第一凹腔11和第二凹腔12，第一凹腔11呈环状，连接板1在第一凹腔11所在的表面上设置有至少两个间隔布置的第一筋条111，第一凹腔11环绕第一筋条111布置，第一筋条111呈条状，相邻两个第一筋条111之间形成有与第一凹腔11相连通的第一流道112；连接板1上开设有供空气进入的进气孔13、供氢气进入的进气口14及供氢气流出的出气口15，进气孔13、进气口14和出气口15沿周向间隔开设在对应第一凹腔11和第二凹腔12的位置并与第一凹腔11和第二凹腔12相连通，且进气孔13、进气口14和出气口15均沿连接板1的厚度方向相贯通，上述的进气口14和出气口15相对布置，第二凹腔12在与进气孔13相对的一侧边沿设置有至少两个间隔布置的支撑肋条121，相邻两个支撑肋条121之间形成有与第二凹腔12相连通的气流通道122。
在第二凹腔12所在的第二表面上设置有至少两个间隔布置且沿支撑肋条121长度方向延伸的第二筋条123，第二筋条123与第一筋条111相交错布置，进气孔13、进气口14、出气口15及支撑肋条121位于第二筋条123的外围，且相邻两个第二筋条123之间形成有与第二凹腔12相连通的第二流道124。
如图6为所制备出的燃料电池连接件断口扫描图，由图中可知，密度接近全致密即结构致密，且无明显孔，则无需封孔。
实施例2：
本实施例的铬合金燃料电池连接件的制备方法依次包括以下步骤：
(1)铬合金混合粉成分
按照重量百分比，其成分组成为94％的铬，5％的合金元素，1％的稀土氧化物，其中，铬的粒度为0.5um，合金元素采用粒度为10um的铁粉，稀土氧化物采用粒度为5um的氧化铈粉末；具体地，类球形Cr粉、不规则Cr粉、铁粉和氧化铈粉末的重量比为50：44：5：1，按上述重量百分比计，将铁粉、类球形Cr粉及不规则Cr粉熔化，并经雾化得到铬合金粉末，然后将铬合金粉末加入到氧化铈粉末中进行混合得到铬合金混合粉；
(2)制备铬合金喂料
在步骤(1)中的铬合金混合粉中加入粘结剂进行混合，其中，铬合金混合粉和粘结剂按重量比为91:9混合，混合后置于密炼机中，并在温度180℃密炼75min，造粒得到铬合金喂料；其中的粘结剂中包括聚甲醛、石蜡、聚丙烯、乙撑双硬脂酰胺、二丁基羟基甲苯，其中，聚甲醛、石蜡、聚丙烯、乙撑双硬脂酰胺、二丁基羟基甲苯的重量比为88.5：1：7：3：0.5；
(3)注射成形
将步骤(2)的铬合金喂料注射成形得到燃料电池连接件生坯；
(4)脱脂
将生坯置于有机溶剂中进行一次脱脂，脱除95％以上的聚甲醛；
(5)烧结
采用真空炉，保护气氛为高纯氩气，以3℃/min的升温速率升至600℃保温1h热脱脂，再以5℃/min的升温速率升至1500℃，保温时间1.5h，保温结束后随炉冷却。烧结密度为6.9g/cm3。
实施例3
本实施例的铬合金燃料电池连接件的制备方法依次包括以下步骤：
(1)铬合金混合粉成分
按照重量百分比，其成分组成为96.5％的铬，3％的合金元素，0.5％的稀土氧化物，其中，铬元素采用粒度为38um的类球形Cr粉，合金元素采用粒度为30um的铁粉，稀土氧化物采用粒度为0.5um的氧化铈粉末；具体地，类球形Cr粉、铁粉和氧化铈粉末的重量比为96.5：3：0.5，按上述重量百分比计，将铁粉和类球形Cr粉熔化，经雾化得到铬合金粉末，然后将铬合金粉末加入到氧化铈粉末中进行混合得到铬合金混合粉；
(2)制备铬合金喂料
在步骤(1)中的铬合金混合粉中加入粘结剂进行混合，其中，铬合金混合粉和粘结剂按重量比为89：11混合，混合后置于密炼机中，并在温度175℃密炼60min，造粒得到铬合金喂料；其中的粘结剂中包括聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、失水山梨醇脂肪酸酯及抗氧剂DLTP，其中，聚乙二醇、聚甲基丙烯酸甲酯、失水山梨醇脂肪酸酯及抗氧剂DLTP的重量比为85：10：4.75：0.25；
(3)注射成形
将步骤(2)的铬合金喂料注射成形得到燃料电池连接件生坯；
(4)脱脂
将生坯置于50℃水中进行一次脱脂，脱除80％以上的聚乙二醇；
(5)烧结
采用真空炉，保护气氛为氢气，以3℃/min的升温速率升至600℃保温1h热脱脂，再以5℃/min的升温速率升至1460℃，保温时间2h，保温结束后随炉冷却。
实施例4：
本实施例的铬合金燃料电池连接件的制备方法，依次包括以下步骤：
(1)铬合金混合粉成分
按照重量百分比，其成分组成为93％的铬，6％的合金元素，1％的稀土氧化物，本实施例中的铬为粒度为5um的不规则Cr粉，合金元素为粒度为1um的铁粉，稀土氧化物为氧化钇和氧化铈粉末，稀土氧化物的粒度为10um，其中，不规则Cr粉、铁粉、氧化钇粉末和氧化铈粉末的重量比为93：6：0.5：0.5，按上述重量百分比计，将铁粉加入到不规则Cr粉及氧化钇和氧化铈粉末中进行混合得到铬合金混合粉；铬粉的振实密度为4.0g/cm3；
(2)制备铬合金喂料
在步骤(1)中的铬合金混合粉中加入粘结剂进行混合，其中，铬合金混合粉和粘结剂按重量比为88：12混合，混合后置于密炼机中，并在温度165℃密炼1h，造粒得到铬合金喂料；粘结剂中包括石蜡、聚丙烯、硬脂酸及抗氧剂1010，石蜡、聚丙烯、硬脂酸及抗氧剂1010的重量比为65：30：4.5：0.5；
(3)注射成形
将步骤(2)的铬合金喂料注射成形得到燃料电池连接件生坯；
(4)脱脂
将生坯置于有机溶剂中进行一次脱脂，脱除80％以上的石蜡；
(5)烧结
采用真空炉，保护气氛为高纯氩气，以3℃/min的升温速率升至600℃保温1h热脱脂，再以5℃/min的升温速率升至1500℃，保温时间3h，保温结束后随炉冷却。烧结密度为6.92g/cm3。
实施例5
本实施例的铬合金燃料电池连接件的制造方法，具体步骤如下：
(1)铬合金混合粉成分
按照重量百分比，其成分组成为92％的铬，6.5％的合金元素，1.5％的稀土氧化物，本实施例中的铬为不规则Cr粉，合金元素为铁粉和Ti粉，稀土氧化物为氧化钇和氧化镧粉末，其中，不规则Cr粉、铁粉、Ti粉、氧化钇和氧化镧粉末的重量比为92：5.5：1：1：0.5，按上述重量百分比计，将铁粉和Ti粉加入到不规则Cr粉及氧化钇和氧化镧粉末中进行混合得到铬合金混合粉；铬粉的振实密度为3.9g/cm3；
(2)制备铬合金喂料
在步骤(1)中的铬合金混合粉中加入粘结剂进行混合，其中，铬合金混合粉和粘结剂按重量比为88：12混合，混合后置于密炼机中，并在温度170℃密炼70min，造粒得到铬合金喂料；粘结剂中包括石蜡、聚苯乙烯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯及抗氧剂DLTP，其中，石蜡、聚苯乙烯、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯及抗氧剂DLTP的重量比为69：20：10：1；
(3)注射成形
将步骤(2)的铬合金喂料注射成形得到燃料电池连接件生坯；
(4)脱脂
将生坯置于有机溶剂中进行一次脱脂，脱除80％以上的石蜡；
(5)烧结
采用真空炉，保护气氛为高纯氩气，以3℃/min的升温速率升至600℃保温1h热脱脂，再以5℃/min的升温速率升至1500℃，保温时间2h，保温结束后随炉冷却。
实施例6
本实施例的铬合金燃料电池连接件的制造方法，具体步骤如下：
(1)铬合金混合粉成分
按照重量百分比，其成分组成为94％的铬，5.5％的合金元素，0.5％的稀土氧化物，本实施例中的铬为类球形Cr粉，合金元素为铁粉，稀土氧化物为氧化镥粉末，其中，类球形Cr粉、铁粉、氧化镥粉末的重量比为94：5.5：0.5，按上述重量百分比计，将铁粉加入到类球形Cr粉及氧化镥粉末中进行混合得到铬合金混合粉；铬合金粉末的振实密度为3.8g/cm3；
(2)制备铬合金喂料
在步骤(1)中的铬合金混合粉中加入粘结剂进行混合，其中，铬合金混合粉和粘结剂按重量比为90.5：9.5混合，混合后置于密炼机中，并在温度185℃密炼70min，造粒得到铬合金喂料；粘结剂中包括聚甲醛、聚丙烯、硬脂酸、乙撑双硬脂酰胺及抗氧剂1010，其中，聚甲醛、聚丙烯、硬脂酸、乙撑双硬脂酰胺及抗氧剂1010的重量比为88：7：3.5：1：0.5；
(3)注射成形
将步骤(2)的铬合金喂料注射成形得到燃料电池连接件生坯；
(4)脱脂
将生坯置于酸性气氛中进行一次脱脂，脱除95％以上的聚甲醛；
(5)烧结
采用真空炉，保护气氛为高纯氩气，以3℃/min的升温速率升至600℃保温1h热脱脂，再以5℃/min的升温速率升至1500℃，保温时间1.5h，保温结束后随炉冷却。
实施例7
本实施例的铬合金燃料电池连接件的制造方法，具体步骤如下：
(1)铬合金混合粉成分
按照重量百分比，其成分组成为95％的铬，4.4％的合金元素，0.6％的稀土氧化物，本实施例中的铬为不规则Cr粉，合金元素为铁粉，稀土氧化物为氧化钐粉末，其中，不规则Cr粉、铁粉、氧化钐粉末的重量比为95：4.4：0.6，按上述重量百分比计，将铁粉加入到不规则Cr粉及氧化钐粉末中进行混合得到铬合金混合粉；铬合金粉末的振实密度为3.9g/cm3；
(2)制备铬合金喂料
在步骤(1)中的铬合金混合粉中加入粘结剂进行混合，其中，铬合金混合粉和粘结剂按重量比为88：12混合，混合后置于密炼机中，并在温度165℃密炼75min，造粒得到铬合金喂料；粘结剂中包括石聚乙二醇、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸、抗氧剂1010，其中，聚乙二醇、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸、抗氧剂1010的重量比为76：20：3.5：0.5；
(3)注射成形
将步骤(2)的铬合金喂料注射成形得到燃料电池连接件生坯；
(4)脱脂
将生坯置于50℃水中进行一次脱脂，脱除80％以上的聚乙二醇；
(5)烧结
采用真空炉，保护气氛为高纯氩气，以3℃/min的升温速率升至600℃保温1h热脱脂，再以5℃/min的升温速率升至1480℃，保温时间1h，保温结束后随炉冷却。烧结密度为6.8g/cm3。
实施例8
本实施例的铬合金燃料电池连接件的制造方法，具体步骤如下：
(1)铬合金混合粉成分
按照重量百分比，其成分组成为84％的铬，10％的合金元素，6％的稀土氧化物，本实施例中的铬为不规则Cr粉，合金元素为铁粉，稀土氧化物为氧化钐粉末，其中，不规则Cr粉、铁粉、氧化钐粉末的重量比为84：10：6，按上述重量百分比计，将铁粉加入到不规则Cr粉及氧化钐粉末中进行混合得到铬合金混合粉；铬合金粉末的振实密度为4.0g/cm3；
(2)制备铬合金喂料
在步骤(1)中的铬合金混合粉中加入粘结剂进行混合，其中，铬合金混合粉和粘结剂按重量比为85：15混合，混合后置于密炼机中，并在温度165℃密炼75min，造粒得到铬合金喂料；粘结剂中包括石聚乙二醇、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸、抗氧剂1010，其中，聚乙二醇、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸、抗氧剂1010的重量比为95：4.9：0.09：0.01；
(3)注射成形
将步骤(2)的铬合金喂料注射成形得到燃料电池连接件生坯；
(4)脱脂
将生坯置于50℃水中进行一次脱脂，脱除80％以上的聚乙二醇；
(5)烧结
采用真空炉，保护气氛为高纯氩气，以2℃/min的升温速率升至580℃保温0.9h热脱脂，再以4.5℃/min的升温速率升至1550℃，保温时间3h，保温结束后随炉冷却。
实施例9
本实施例的铬合金燃料电池连接件的制造方法，具体步骤如下：
(1)铬合金混合粉成分
按照重量百分比，其成分组成为99.8％的铬，0.1％的合金元素，0.1％的稀土氧化物，本实施例中的铬为不规则Cr粉，合金元素为铁粉，稀土氧化物为氧化钐粉末，其中，不规则Cr粉、铁粉、氧化钐粉末的重量比为99.8：0.1：0.1，按上述重量百分比计，将铁粉加入到不规则Cr粉及氧化钐粉末中进行混合得到铬合金混合粉；铬粉的振实密度为3.8g/cm3；
(2)制备铬合金喂料
在步骤(1)中的铬合金混合粉中加入粘结剂进行混合，其中，铬合金混合粉和粘结剂按重量比为95：5混合，混合后置于密炼机中，并在温度165℃密炼75min，造粒得到铬合金喂料；粘结剂中包括石聚乙二醇、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸、抗氧剂1010，其中，聚乙二醇、聚乙烯醇缩丁醛、硬脂酸、抗氧剂1010的重量比为65：34：0.1：0.9；
(3)注射成形
将步骤(2)的铬合金喂料注射成形得到燃料电池连接件生坯；
(4)脱脂
将生坯置于50℃水中进行一次脱脂，脱除80％以上的聚乙二醇；
(5)烧结
采用真空炉，保护气氛为高纯氩气，以4℃/min的升温速率升至620℃保温0.8h热脱脂，再以6℃/min的升温速率升至1550℃，保温时间5h，保温结束后随炉冷却。烧结密度为7.1g/cm3。

Claims (8)

1.一种铬合金燃料电池连接件的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：
（1）铬合金混合粉成分
按照重量百分比，其成分组成为84~99.8%的铬，0.1~10%的合金元素，0.1~6%的稀土氧化物，其中，将合金元素以元素粉的形式加入到铬粉与稀土氧化物中进行混合得到铬合金混合粉；或者，将合金元素和铬元素熔化，并经雾化得到铬合金粉末，然后将铬合金粉末加入到稀土氧化物中进行混合得到铬合金混合粉；所述的合金元素为铁、锰、镍、钛、钴中的一种或几种；所述的铬粉为由类球形粉末或/和不规则粉末而组成，所述类球形粉末的重量百分比为10~100%，所述铬粉的振实密度为3.8~4.2g/cm3；
（2）制备铬合金喂料
在步骤（1）中的铬合金混合粉中加入粘结剂进行混合，混合后密炼造粒得到铬合金喂料，其中，所述粘结剂由主填充剂、骨架高分子及添加剂组成；
（3）注射成形
将步骤（2）的铬合金喂料注射成形得到燃料电池连接件生坯；
（4）脱脂
将生坯置于酸催化气氛或有机溶剂或者水中进行一次脱脂；
（5）烧结
在真空或氢气或惰性气氛保护下进行二次热脱脂及烧结。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，铬合金粉末与粘结剂的重量比为A1：A2，其中，A1为85~95，A2为5~15。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述主填充剂、骨架高分子、添加剂的重量比为B1：B2：B3，其中，B1为65~95，B2为5~34，B3为0.1~10。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述主填充剂为聚甲醛、石蜡、棕榈蜡、微晶蜡、聚乙二醇中的一种或至少两种的混合物，所述骨架高分子为高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛中的一种或至少两种的混合物；添加剂为硬脂酸及其盐类、乙撑双硬脂酰胺、失水山梨醇脂肪酸酯类、聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或至少两种的混合物。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（5）中，以V1的升温速率升到温度T1，保温t1时间进行脱脂，再以V2的升温速率升温到温度T2，保温t2时间，保温结束后随炉冷却，其中，V1为2~4℃/min，T1为580~620℃，t1为0.8~1h，V2为4.5~6℃/min ，T2为1200~1550℃，t2为1~5h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述稀土氧化物为La2O3、Ce2O3、CeO2、Pr6O11、Nd2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Y2O3、Sc2O3、Lu2O3中的一种或至少两种的混合物。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述铬粉或铬合金粉末粒度为0.5~38μm，所述合金元素粉末粒度为1~30μm，所述稀土氧化物的粒度为0.5~10μm。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中密炼前首先将铬合金混合粉末干燥5~10min，密炼温度160~190℃，密炼时间30 ~90min。
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