專利名稱：一種冷噴涂用球形金屬鉬顆粒的制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及冷噴涂領域，主要是一種冷噴涂用球形金屬鑰顆粒的制備方法。
背景技術(shù)：
冷噴涂是使用 高速氣體噴嘴將粉末微粒加速噴向基板的一種固態(tài)噴涂工藝名稱，在這種工藝中，金屬微粒產(chǎn)生塑性變形并在沖擊之下固化。術(shù)語“冷噴涂”是指所需加工溫度相對較低的工藝，一般比噴涂材料的熔點低很多。盡管將金屬材料冷噴涂到基板上的理念可以追溯到20世紀早期，但是，這種技術(shù)的適用性直到20世紀80年代才在位于Novosibirisk的俄羅斯科學院理論與應用機械研究所展示出來。由于到達基板及沉淀材料上的金屬粉末粘接力使其形成固態(tài)，因此，冷噴涂沉淀的特征十分獨特，所以它非常適合在多種類型的基板材料上沉淀廣泛的傳統(tǒng)和高級材料，特別是對于工藝溫度敏感的非傳統(tǒng)應用。冷噴涂的一些特征包括其形成的密集沉淀物氧含量極低，沒有殘余拉伸應力，微粒增大，有再結(jié)晶區(qū)域以及相變化。一些材料甚至會出現(xiàn)納米級的晶粒細化。由于具有這些屬性，因此冷噴涂特別適合于沉淀各種高級和對溫度敏感材料。今天，冷噴涂越來越多地應用于各種產(chǎn)業(yè)領域，包括航天、能源和軍事產(chǎn)業(yè)。在目前狀態(tài)下，冷噴涂被越來越多地應用于各種產(chǎn)業(yè)以減緩敏感材料的腐蝕，例如鎂鋁合金、表面修復、噴射靶制造、加熱玻璃上的母線槽制造、硬鉻替換涂層的WC-Co (碳化鎢-鈷)沉積、過渡曲面的電導和熱導涂層、銅焊接預備以及熱阻擋層和NiCrAH粘接涂層沉積。在很多這類應用中，冷噴涂顯得更為經(jīng)濟，由于它可以真正消除或減少制造步驟。對于其它應用，冷噴涂僅是唯一的可行性解決方案，特別是在非傳統(tǒng)中的應用越來越多。在環(huán)境以及健康和安全法規(guī)越來越嚴格時，人們對冷噴涂的愛好已經(jīng)以一種潛伏的更綠色的替換方案在增長。隨著技術(shù)的進步，預計冷噴涂應用將繼續(xù)擴展到更多的非傳統(tǒng)應用中，例如光電、風能、醫(yī)療和建筑領域。在光電應用中，冷噴涂可以用于復雜的傳導型太陽能電池制造。風能發(fā)電可以利用冷噴涂加強高級聚合物矩陣合成物制造的元件的表面性能。在醫(yī)療領域，冷噴涂已經(jīng)可以將一種有名的生物相容材料羥磷灰石(HAP)有效地噴涂到大量的基板上，但同時不會影響HAP的完整性。建筑師可以利用冷噴涂在任何金屬或陶瓷基板上創(chuàng)造無窮美觀的金屬圖案。由于沉積溫度低，冷噴涂可以在表面嵌進微傳感器及其功能涂層，以形成智能結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)可以提供與材料性能或環(huán)境條件相關(guān)的實時信息。很多新興企業(yè)正聚焦于為橋梁、電網(wǎng)、風力渦輪機、飛機、汽車、輪船、管道和施工設備提供感應、數(shù)據(jù)庫治理和預分析解決方案。冷噴涂的未來有賴于將高級材料沉積到各種基板的同時將熱量損失和本錢將至最低。這是定義這種技術(shù)的未來方向和機遇的基石
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述存在的不足，而提供一種冷噴涂用球形金屬鑰顆粒的制備方法。
本發(fā)明的目的是通過如下技術(shù)方案來完成的，包括如下步驟I)、將原料鑰粉與一定比例的去離子水、聚乙二醇和聚乙烯醇混合，并進行高能球磨混合；2)、將球磨混合后所獲得料漿進行離心噴霧造粒并干燥；3)、將干燥后的粒子進行氣氛保護并高溫燒結(jié)；4)、對燒結(jié)后的材料進行破碎；5)、將破碎后的鑰顆粒進行分級可獲得粒度分布均勻的球形鑰粉顆粒。作為優(yōu)選，所述的原料鑰粉的粒度范圍為3 5 ii m。作為優(yōu)選，所述的配料比例為鑰粉(wt % ) 79. 3 45. 5 %、去離子水含量(wt% )20 50%，聚乙二醇含量(wt% )0. 5 3%，聚乙烯醇(wt% )0. 2 I. 5%。作為優(yōu)選，所述的高能球磨的球料比為2 6 1，球磨時間為3 6小時。作為優(yōu)選，所述的燒結(jié)過程所采用保護的氣氛為N2+H2，且體積分數(shù)分別為N2為75%, H2 為 25%。作為優(yōu)選，所述的高溫燒結(jié)溫度為1000 1300°C，其燒結(jié)時間為I 4小時。作為優(yōu)選，所述的破碎方法為滾筒循環(huán)破碎。作為優(yōu)選，所述的分級方法為振動多級篩分級。本發(fā)明的有益效果為針對冷噴涂技術(shù)對原料粉末的高流動性、粒度分布比較集中的性能需求，通過使用離心噴霧結(jié)合高溫燒結(jié)的方法，使粒度較小的鑰粉發(fā)生球化過程，提高粉體的流動性，通過二次分級的方法使球化后粒子的粒度分布趨于均勻化，集中在冷噴涂技術(shù)所適用的20 40微米之間。
具體實施例方式下面通過實施例來詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。本發(fā)明提供的一種冷噴涂用球形金屬鑰顆粒的制備方法，該方法包括如下步驟將原料鑰粉與一定比例的去離子水、聚乙二醇和聚乙烯醇混合，進行高能球磨混合，進行離心噴霧造粒，將干燥后的粒子進行氣氛保護高溫燒結(jié)，最后對燒結(jié)后的材料進行破碎、分級獲得粒度分布均勻的球形鑰粉顆粒。根據(jù)本發(fā)明提供的制造冷噴涂球形鑰顆粒的制備方法，所述一定比例的去離子水、聚乙二醇和聚乙烯醇的作用是在霧化造粒的過程中，為含鑰粉的液滴提供必要的表面張力，使含鑰粉的液滴在干燥的過程中球化。具體比例為去離子水含量(wt%)20 50%，聚乙二醇含量(wt% )0. 5 3%，聚乙烯醇(wt% )0. 2 I. 5%。根據(jù)本發(fā)明提供的制造冷噴涂球形鑰顆粒的方法，可以采用本領域公知的鑰粉作為原料，作為具體的實施方式，所述配料比例為鑰粉(wt % )79. 3 45. 5%、離子水含量(wt% )20 50%，聚乙二醇含量(wt% )0. 5 3%，聚乙烯醇(wt% )0. 2 I. 5%。作為一種具體的實施方式，所述鑰粉的粒度范圍為3 5i!m。所述將鑰混合粉采用高能球磨法混合時，球料比為2 6 1，球磨時間為3 6小時，使鑰混合粉混合均勻，同時對鑰粉的粒度進一步降低。
對球磨后所獲得料漿進行離心霧化造粒，干燥機進口溫度180 350°C，霧化盤轉(zhuǎn)動頻率150 250Hz，獲得D90粒度分布在20 50 y m的球形鑰顆粒。所述燒結(jié)過程的目的是使獲得的鑰顆粒提高強度，保證在使用的過程中保持其球形的形貌和具有較高的流動性，燒結(jié)過程采用保護氣氛為N2+H2，其體積分數(shù)分別為N2為75%,H2為25%，采用高溫鑰絲爐進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1000 1300°C，燒結(jié)時間為I 4小時。燒結(jié)后的鑰混合粉成塊狀，采用的破碎方法為滾筒循環(huán)破碎，滾筒轉(zhuǎn)動速度為50 160轉(zhuǎn)/分鐘。 所述分級方法為振動多級篩分級，并對破碎后的鑰顆粒進行多次分級，具體分級篩的目數(shù)配比為250目、325目、400目、500目。實施例I :制備料漿將含有重量份的79. 3鑰粉、重量份的20去離子水、0. 5重量份的聚乙二醇、0. 2重量份的聚乙烯醇，6 I球料比，混合270分鐘。霧化造粒參數(shù)干燥溫度200°C，霧化盤轉(zhuǎn)動頻率150Hz。燒結(jié)先將造粒后的粉末，在鑰絲燒結(jié)爐中以1000°C進行燒結(jié)，保溫240分鐘。破碎滾筒轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/分鐘。分級分級篩的目數(shù)配比為250目、325目、400目、500目。實施例2 制備料漿將含有重量份的67. 5鑰粉、重量份的30去離子水、I. 5重量份的聚乙二醇、I重量份的聚乙烯醇，4 I球料比，混合240分鐘。 霧化造粒參數(shù)干燥溫度250°C，霧化盤轉(zhuǎn)動頻率200Hz。燒結(jié)先將造粒后的粉末，在鑰絲燒結(jié)爐中以1150°C進行燒結(jié)，保溫180分鐘。破碎滾筒轉(zhuǎn)速80轉(zhuǎn)/分鐘。分級分級篩的目數(shù)配比為250目、325目、400目、500目。實施例3 制備料漿將含有重量份的45. 5鑰粉、重量份的50去離子水、3重量份的聚乙二醇、1. 5重量份的聚乙烯醇，2 I球料比，混合360分鐘。霧化造粒參數(shù)干燥溫度350°C，霧化盤轉(zhuǎn)動頻率250Hz。燒結(jié)先將造粒后的粉末，在鑰絲燒結(jié)爐中以1300°C進行燒結(jié)，保溫90分鐘。破碎滾筒轉(zhuǎn)速120轉(zhuǎn)/分鐘。分級分級篩的目數(shù)配比為250目、325目、400目、500目。
權(quán)利要求
1.一種冷噴涂用球形金屬鑰顆粒的制備方法，其特征在于包括如下步驟 1)、將原料鑰粉與一定比例的去離子水、聚乙二醇和聚乙烯醇混合，并進行高能球磨混合； 2)、將球磨混合后所獲得料漿進行離心噴霧造粒并干燥； 3)、將干燥后的粒子進行氣氛保護并高溫燒結(jié)； 4)、對燒結(jié)后的材料進行破碎； 5)、將破碎后的鑰顆粒進行分級可獲得粒度分布均勻的球形鑰粉顆粒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷噴涂用球形金屬鑰顆粒的制備方法，其特征在于所述的原料鑰粉的粒度范圍為3 5 ii m。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷噴涂用球形金屬鑰顆粒的制備方法，其特征在于所述的配料比例為鑰粉(wt% )79. 3 45. 5%、去離子水含量(wt% ) 20 50%，聚乙二醇含量(wt% ) 0. 5 3%,聚乙烯醇(wt ) 0. 2 I. 5%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷噴涂用球形金屬鑰顆粒的制備方法，其特征在于所述的高能球磨的球料比為2 6 1，球磨時間為3 6小時。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷噴涂用球形金屬鑰顆粒的制備方法，其特征在于所述的燒結(jié)過程所采用保護的氣氛為N2+H2，且體積百分比分別為N2為75%、H2為25%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷噴涂用球形金屬鑰顆粒的制備方法，其特征在于所述的高溫燒結(jié)溫度為1000 1300°C，其燒結(jié)時間為I 4小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷噴涂用球形金屬鑰顆粒的制備方法，其特征在于所述的破碎方法為滾筒循環(huán)破碎。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的冷噴涂用球形金屬鑰顆粒的制備方法，其特征在于所述的分級方法為振動多級篩分級。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種冷噴涂用球形金屬鉬顆粒的制備方法，該方法包括如下步驟將原料鉬粉與一定比例的去離子水、聚乙二醇和聚乙烯醇混合，進行高能球磨混合，進行離心噴霧造粒，將干燥后的粒子進行氣氛保護高溫燒結(jié)，最后對燒結(jié)后的材料進行破碎、分級獲得粒度分布均勻的球形鉬粉顆粒。本發(fā)明的有益效果為針對冷噴涂技術(shù)對原料粉末的高流動性、粒度分布比較集中的性能需求，通過使用離心噴霧結(jié)合高溫燒結(jié)的方法，使粒度較小的鉬粉發(fā)生球化過程，提高粉體的流動性，通過二次分級的方法使球化后粒子的粒度分布趨于均勻化，集中在冷噴涂技術(shù)所適用的20～40微米之間。
文檔編號B22F1/00GK102615288SQ20121008293
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者李亞峰 申請人:寧波福沃德新材料科技有限公司