一种Ni-Al双粒子粉末的制备方法技术

本发明专利技术提供一种Ni‑Al双粒子粉末，所述Ni粉末与所述Al粉末的直径为37μm～53μm；所述Ni粉末与所述Al粉末以质量比7：1混合。本发明专利技术还公开了所述Ni‑Al双粒子粉末的制备方法，经过粉末筛选、称取、烘干、保温后，将Ni粉末与Al粉末混合发生表面互扩散，形成所述Ni–Al双粒子粉末，再经过筛选去除未反应的Ni粉末与Al粉末即可。本发明专利技术原料常见，设备简单，工业再现性高，反应后颗粒尺寸容易控制，且本发明专利技术提供的Ni‑Al双粒子粉末在热喷涂过程中具有反应充分，利用率高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双粒子粉末，尤其涉及一种Ni-Al双粒子粉末，本专利技术还涉及这种Ni-Al双粒子粉末的制备方法。
技术介绍
金属间形成金属化合物的放热反应是广泛使用的增强基材-热喷涂层结合力方法。常见的方法是将Ni-Al,Ni-Ti,Si-Ta等混合粉末或含有这些粉末的丝材用热喷涂沉积到目标基材的表面。这些金属元素之间形成金属间化合物的反应释放大量的热量。进一步提高飞行颗粒的温度。在喷涂层和基体间形成部分冶金键，增强喷涂层与基体间结合力。为了提高反应效率，用来形成化合物的两种金属元素被制成复合粉末颗粒。常见的有熔炼-雾化，Al包覆Ni，和Ni包裹Al。用这些方法制备的复合粉末里，有相当一部分Ni和Al已经反应生存生成金属间化合物，在热喷涂过程中Ni和Al不能充分反应，直接减低了利用放热反应来提高结合力的效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种在热喷涂过程中可充分反应的Ni-Al双粒子粉末，以及制备这种Ni-Al双粒子粉末的方法。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种Ni-Al双粒子粉末，包括Ni粉末和Al粉末；所述Ni粉末的直径为37μm～53μm；所述Al粉末的直径为37μm～53μm；所述Ni粉末与所述Al粉末直接机械混合，发生表面互扩散形成Ni-Al双粒子粉末。本专利技术还公开了所述Ni-Al双粒子粉末的制备方法，包括以下步骤：①将纯的球形Ni粉末进行筛分，保留通过270目而没有通过400目的Ni粉末；得到粉末的直径在37μm-53μm之间的Ni粉末；②将纯的球形Al粉末进行筛分，保留通过270目而没有通过400目的Al粉末；得到粉末的直径在37μm-53μm之间的Al粉末；③按一定比例称量步骤①准备的Ni粉末和步骤②准备的Al粉末；④将步骤③称量的Ni和Al粉末，在干燥炉里烘干；烘干后取出保温；⑤将步骤④准备的Ni粉末和Al粉末快速转移到反应容器中，使Ni粉末与Al粉末直接混合；所述反应容器绕水平固定轴旋转；在容器内，所述Ni粉末颗粒与所述Al粉末颗粒碰撞形成初步结合；Ni原子和Al原子分别沿各自的粉末颗粒表面迅速扩散到Ni-Al结合处，形成具有一定厚度和结合强度的Ni-Al表面层，Ni-Al双粒子粉末形成；⑥用270目的筛子，对经过步骤⑤的粉末进行筛分；保留没有经过270目筛子的粉末，即颗粒直径大于53μm的粉末，得到Ni-Al双粒子粉末；没有形成颗粒偶的纯Ni粉末和Al粉末直径均小于53μm，可以通过270目的筛子筛选出去。优选地，所述Ni粉末与所述Al粉末机械混合的质量比为7：1。优选地，所述反应容器为铁基合金制成的圆柱形容器，所述反应容器的底部和顶部可以打开，方便填入和取出粉末。优选地，所述反应容器的直径和高度比为1:1～1:3。优选地，所述水平固定轴为铁基合金制成，所述水平固定轴穿过所述反应容器的中心，所述反应容器与所述水平固定轴的夹角为15°～45°。优选地，所述水平固定轴的旋转速度为10rpm～120rpm。优选地，所述反应容器为不锈钢材料制作；所述水平固定轴为不锈钢材料制作。优选地，所述步骤④中烘干条件为200℃烘干4小时；所述保温条件为100C下保温0.5～2.0小时。优选地，所述步骤⑤中Ni粉末与Al粉末的反应温度为50℃～150℃；反应时间为2～24小时。本专利技术的优点在于：制备Ni-Al双粒子粉末的原料粉末容易制备，颗粒尺寸重复性好，制备设备简单，过程易于控制，工业重复性高，Ni颗粒和Al颗粒结合形成的颗粒尺寸易于控制，且本专利技术提供的Ni-Al双粒子粉末在热喷涂过程中反应充分，利用率高。附图说明图1是本专利技术实施例的Ni-Al双粒子粉末的制备反应设备的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步的详细说明。如图1所示，本专利技术的反应设备，包括反应容器1和水平固定轴2。本专利技术的制备方法如下：①将纯的球形Ni粉末进行筛分，保留通过270目而没有通过400目的Ni粉末；得到粉末的直径在37μm-53μm之间的Ni粉末；②将纯的球形Al粉末进行筛分，保留通过270目而没有通过400目的Al粉末；得到粉末的直径在37μm-53μm之间的Al粉末；③按7：1的重量比称量步骤①准备的Ni粉末和步骤②准备的Al粉末；④将步骤③称量的Ni和Al粉末，在干燥炉里烘干；并在100℃下保温0.5小时；⑤将步骤④准备的Ni粉末和Al粉末快速转移到所述反应容器1中，使Ni粉末与Al粉末直接混合；所述反应容器1绕所述水平固定轴2旋转，所述水平固定轴2的转动速度为10rpm；在所述反应容器1内，所述Ni粉末颗粒与所述Al粉末颗粒碰撞形成初步结合；Ni原子和Al原子分别沿各自的粉末颗粒表面迅速扩散到Ni-Al结合处，形成具有一定厚度和结合强度的Ni-Al表面层，Ni-Al双粒子粉末形成；⑥用270目的筛子，对经过步骤⑤的粉末进行筛分；保留没有经过270目筛子的粉末，即颗粒直径大于53μm的粉末，得到Ni-Al双粒子粉末；没有形成颗粒偶的纯Ni粉末和Al粉末直径均小于53μm，可以通过270目的筛子筛选出去。所述反应容器1和所述水平固定轴2为铁基合金制成，优选实施例采用不锈钢制成；所述反应容器1为圆柱形容器，底部和顶部都可以打开，方便放入和取出粉末；所述反应容器1的直径和高度比为1:1～1:3；所述水平固定轴2穿过所述反应容器1的中心，且与所述反应容器1的夹角为15°～45°。上述步骤④中的优选烘干条件为200℃烘干4小时。上述步骤⑤中的Ni粉末与Al粉末可直接在室温下混合，优选温度为50℃-150℃，一定范围内，温度越高反应速度越快，同时在150℃以下，原子不会熔化形成颗粒聚合体；粉末机械混合优选地反应时间为2～24小时。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例和说明书的限制，不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ni‑Al双粒子粉末，其特征在于：包括Ni粉末和Al粉末；所述Ni粉末的直径为37μm～53μm；所述Al粉末的直径为37μm～53μm；所述Ni粉末与所述Al粉末直接机械混合，发生表面互扩散形成Ni‑Al双粒子粉末。

【技术特征摘要】
1.一种Ni-Al双粒子粉末，其特征在于：包括Ni粉末和Al粉末；所述Ni粉末的直径为37μm～53μm；所述Al粉末的直径为37μm～53μm；所述Ni粉末与所述Al粉末直接机械混合，发生表面互扩散形成Ni-Al双粒子粉末。2.一种权利要求1所述的Ni-Al双粒子粉末的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：①将纯的球形Ni粉末进行筛分，保留通过270目而没有通过400目的Ni粉末；得到粉末的直径在37μm-53μm之间的Ni粉末；②将纯的球形Al粉末进行筛分，保留通过270目而没有通过400目的Al粉末；得到粉末的直径在37μm-53μm之间的Al粉末；③按一定比例称量步骤①准备的Ni粉末和步骤②准备的Al粉末；④将步骤③称量的Ni和Al粉末，在干燥炉里烘干，烘干后取出保温；⑤将步骤④准备的Ni粉末和Al粉末快速转移到反应容器中，使Ni粉末与Al粉末直接混合；所述反应容器绕水平固定轴旋转；⑥用270目的筛子，对经过步骤⑤的粉末进行筛分；保留没有经过270目筛子的粉末，即颗粒直径大于53μm的粉末，得到Ni-Al双粒子粉末；没有形成颗粒偶的纯Ni粉末和Al粉末被筛除。3.根据权利要求2所述的一种Ni-Al双粒子粉末的制备方法，其特征在于：所述Ni粉末与所述Al粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：周继扣，方国华，汪锦阳，
申请(专利权)人：安徽克里斯特新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34