一种镍钨、镍铬粘结相构成的无磁硬质合金粉末及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种镍钨、镍铬粘结相构成的无磁硬质合金粉末及制备方法，该种无磁硬质合金粉末的制备是以镍钨合金粉、镍钨铬合金粉、镍铬合金粉或镍铬铝合金粉为粘结相，以碳化钨或碳化钨＋碳化铬为硬质相，经团聚或喷雾干燥、烧结而成。采用以上无磁硬质合金粉末可制备无磁硬质合金涂层和无磁硬质合金零部件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的由金属镍鴒、镍铬合金类为粘结相构成的热喷涂用无磁 硬质合金粉末及涂层制备方法涉及的
为热喷涂工程技术领 域、热喷涂材料工程领域、粉末冶金材料领域、无磁硬质合金材料领 域等。该粉末材料除适用于热喷涂(高速火焰喷涂、等离子喷涂或普通 火焰等)工艺制备无磁硬质合金涂层外，还可适用于粉末冶金工艺烧 结制备无i兹硬质合金零部件。
技术介绍
在现代工业领域中，磁性材料已成为重要的基础材料。为了获得 高性能的永磁材料，生产中要求在强磁场下进行压制，这就要求成型 模具在某个方向上采用无磁材料。在近20年来，生产这种无磁模具除 4吏用无/F兹钢(如1Crl8Ni9Ti， 70Mn， 9Mn9等)夕卜，人们还研发应用 了 WC-Ni系无》兹硬质合金来生产这种无磁模具。无^兹硬质合金模具 的应用，大大改善了磁性粉末在加工时，由于模具易粘粉所造成的模 具内壁产生拉毛，以致影响磁粉坯的尺寸粒度及表面质量。同时，这 种无磁硬质合金模具在耐磨性等综合机械性能也成倍的高于不锈钢模 具，提高了模具的使用寿命。但是，目前在生产制备无磁硬质合金(WC -Ni)存在以下工艺上的难点。在WC^Ni系无磁硬质合金生产中，无磁性所要求的两相合金中 的碳区较窄，导致在生产中碳含量的控制极为困难。大体积(大于10kg以上)的WC—Ni系无磁硬质合金模具的生产 较为困难。这是由于模具体积大，模具内外的碳含量不易控制的均匀。 另外，大体积的无》兹硬质合金模具在脱胶、烧结过程中易开裂和变形。为降低生产WC-Ni系无磁硬质合金的生产难度，人们近几年在 WC-Ni中又加入Cr、 Al、 03(:2等添加剂，这些添加剂的加入主要是 使该种材料中的粘结相成为Ni—W-Al， Ni-Cr-Al等无磁相，但在 实际生产中，粘结相元素扩散等因素难以控制，使得最终的产品在性 能上达不到预期的物理及机械性能要求。如何解决上述工艺难点，目前尚无明确报道，特别是在用镍鴒、 镍铬合金合金类为粘结性的热喷涂用无磁硬质合金粉末制备在国内外 尚无资料报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种镍鴒、镍铬粘结相构成的无磁硬质合金 粉末及制备方法。本专利技术以镍钨合金粉(含15 35wt。/。W)、镍-鴒-铝合金粉(含 15~35 wt % W、 3~15 wt % AO 、镍-铬合金粉(含5 45 wt % Cr)以 及镍铬铝合金粉(含5~45 wt %Cr、 3~15 wt%Al)中任一合金粉为粘 结相，以碳化鵠粉、碳化鴒-碳化铬(含10~15wt% Cr3C2 )合金粉末中 任一合金粉为硬质相，所述的粘结相占该种无磁硬质合金粉末质量总 量的10~50wt%，石更质相粉末占90~50wt%进一步地，所述粘结相是由雾化制得，粉末颗粒度为104~2.5pm。 进一步地，所述雾化包括真空雾化、普通雾化、水雾化。 进一步地，所述硬质相中各种碳化物合金粉末的颗粒度为74-L25(am，所述的碳化鴒包括铸造碳化鴒合金粉末。生产 一种镍鴒、镍铬粘结相构成的无磁硬质合金粉末的制备方法，该方法包括以下步骤(1) 将粘结相粉末与硬质相粉末置于球磨罐中，球磨混料4~72小 时，球料比为2:1-4:1,得到混合均匀的粉未。(2) 将粉末进行喷雾干燥制粒，喷雾干燥用粘结剂为聚乙稀醇或聚 乙稀吡洛烷酮，喷雾干燥温度一般控制在150~300°C。(3) 经喷雾干燥制粒后的该种无磁硬质合金粉末进行真空烧结，烧 结温度为900~ 1400°C,烧结时间1~4小时，烧结后产品进行粒度筛分， 即得热喷涂用无磁硬质合金粉末。 本专利技术的优点本专利技术提供的该种粉末及涂层在物理磁性能上低于目前市场上无 磁奥化体不锈钢(1Crl8Ni9Ti， 70Mn, 9Mn9等)，用该方法制备的 粉末粘结相与硬质相分布较为均匀，团聚密度高，流动性好，可满足 热喷涂(高速火焰喷涂HVOF、等离子热喷涂、普通火焰喷涂)工艺 的要求。使用该粉末可制备出涂层致密、结合强度高的无磁硬质合金 涂层。附图说明图l所示为Ni-W、 Ni-Cr合金粉末制备及无磁涂层制备的工艺流 程图。图2所示为Ni-Cr合金粉与WC粉末经喷雾干燥制得的无磁硬质 合金粉末的表面形貌图(SEM)。具体实施方式如图1所示，本专利技术的制备方法如下 1镍鴒、镍铬合金类粘结相粉末的制备将镍、鴒、 一洛和铝等金属或合金按所需合金粉末的重量百分比，置于熔炼炉内(真空雾化将在真空熔炼炉内)熔炼成合金溶液而后进 行雾化。真空雾化或普通气雾化用惰性气体氮或氩，雾化气体压力一般控制在1.5~2.5MPa之间；水雾化压力则控制在20 ~ 40MPa。由上 述熔炼及雾化工艺可以生产出颗粒度在104 2.5pm的无》兹镍鴒、镍铬 合金类合金粉末，根据客户要求可将由上述工艺生产出的无磁合金粉 末筛分出不同的4分末颗粒度段如104~2.5|im、 74~2.5nm、或38 ~ 2.5(im。2混料将上述的镍鴒、镍铬合金类无磁粘结相合金粉末与硬质相合金粉 末碳化鴒、碳化鴒+碳化铬，按客户要求的重量配比进行混料球磨。 通常这些碳化物硬质相粉末颗粒度在38 ~ 1.25pm，该专利技术中所述的硬 质相碳化物合金粉末的费氏颗粒度为2.5pm左右。球磨介质为酒精， 球磨用球普通硬质合金球。球磨中球、料、介质比为3: 1: 1。球磨时间一般为12-72小时。3喷雾千燥或团聚制粒喷雾干燥料、胶、水(酒精)比为3:1:1的配比，搅拌成料浆后 待喷雾干燥罐内温度达到150-280。C时，进行喷雾干燥制粒。喷雾干燥后的粉末，可按要求进行初篩分，分级放置待下道工艺用。团聚制粒4安所需粘结相粉末与硬质相粉末重量百分比进行称量 并置-搅拌容器中，加入粘结剂等，通常选用聚氨酯类或清漆为粘结 剂。粘结剂添加量为总粉末重量的1-2%,固化剂是0.5~1%,稀释 剂为3~5%，将以上粘结剂置入搅拌器内与粉末进行搅拌，团聚制粒待粉末制粒固化后，按要求进行筛分分级放置待下道工艺用。4真空烧结将喷雾干燥或团聚制粒得到的粉末放置于高温陶瓷罐或石墨罐体 内，真空烧结。烧结温度900- 1400。C保温时间1-4小时，待炉温至 室温后，取出炉内粉体，按要求再进行筛分，按不同颗粒粒度范围分 别包装放置即可。表1所示为镍鴒、镍铬类无磁硬质合金的配比，本专利技术中的无磁 硬质合金的配比含量按照表l中所示的进行。表1镍鴒、镍铬类无磁硬质合金配比表<table>table see original document page 7</column></row><table><table>table see original document page 8</column></row><table>实施例1 1雾化将镍、鵠金属按质量比4: l置于熔炼炉内，熔炼成合金溶液后进 行普通气雾化。雾化用惰性气体为氮气，气体压力一般控制在1.5-2.5MPa之间，之后对生产出的镍鴒无磁粘结相合金粉末进行筛分。2混料选用粒度小于30拜的镍鴒合金粉(W含量为15~20wt%)为粘 接相粉末，粒度小于2.7pm的碳化鴒为硬质相粉末，两种粉末的质量 分别占12%、 88%，后进行混料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍钨、镍铬粘结相构成的无磁硬质合金粉末，其特征在于以镍钨合金粉（含１５～３５ｗｔ％Ｗ）、镍－钨－铝合金粉（含１５～３５ｗｔ％Ｗ、３～１５ｗｔ％Ａｌ）、镍－铬合金粉（含５～４５ｗｔ％Ｃｒ）以及镍铬铝合金粉（含５～４５ｗｔ％Ｃｒ、３～１５ｗｔ％Ａｌ）中任一合金粉为粘结相，以碳化钨粉、碳化钨－碳化铬（含１０～１５ｗｔ％Ｃｒ↓［３］Ｃ↓［２］）合金粉末中任一合金粉为硬质相，所述的粘结相占该种无磁硬质合金粉末质量总量的１０～５０ｗｔ％，硬质相粉末占９０～５０ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋爽，王哲，
申请(专利权)人：宋爽，王哲，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]