铸造碳化钨球形化处理技术的研究

讨论了采用超高温球化设备制备球形铸造碳化钨的工艺,研究了铸造碳化钨的球化技术,通过控制球化温度、冷凝速度、物料分散方式、给料量等因素,制备出性能优良的球形铸造碳化钨粉末,精确地把碳量控制在WC和W2C共晶范围内,从而得到颗粒成规则球形、显微结构为细等轴树枝状晶粒、显微硬度达HV0.13 000kg/cm2、流动性为5￣10s/50g的球形铸造碳化钨粉末。     

球形铸造碳化钨的制备技术

介绍了国内外近年来的球形铸造碳化钨生产方法。球形铸造碳化钨制备技术按原料可分为两类，一类以W、WC、C为原料，通过雾化制备，如旋转雾化、超高温熔炼气体雾化等；另一类是以铸造碳化钨为原料，通过高温改性处理制备，如等离子球化法、感应或电阻加热球化法等。无论采用何种方式均能制备出化学性能稳定、显微硬度达3000kg／mm^2、组织结构均匀致密、100％细等轴树枝状晶粒、流动性能好的球形铸造碳化钨粉末，但因设备、工艺方法等的差异，各种方法均有各自不同的特点。     

致密化工艺对氧化钛粉末及等离子喷涂涂层性能影响研究

采用喷雾干燥法制备了一种球形氧化钛团聚粉末, 并通过高温烧结及感应等离子球化工艺对团聚粉末进行 致密化处理。 利用扫描电子显微镜 (SEM)、 霍尔流速计和粉末颗粒强度仪对粉末性能进行了表征, 研究了不同致 密化处理工艺对粉末颗粒强度、 松装密度及流动性的影响。 采用大气等离子喷涂 (APS) 工艺制备了氧化钛涂层, 并对涂层的微观组织进行研究。 研究结果表明, 高温烧结工艺及等离子球化工艺均可有效提升氧化钛团聚粉末 的致密度, 经过高温烧结工艺后氧化钛粉末内部的细小颗粒呈现烧结熔融的趋势, 而采用等离子球化处理后的 团聚粉末直接形成了致密球体结构。 相比于高温烧结工艺, 等离子球化工艺对氧化钛粉末的致密化效应更为明 显, 粉末的颗粒强度可达 187.86 MPa, 松装密度可由 0.79 g/cm3 提升至 1.69 g/cm3, 流动性由 163.22 s/50g 加快 至 100.27 s/50g。 该粉末经过大气等离子喷涂沉积形成的氧化钛涂层孔隙率为 2.8 %, 与未经致密化工艺处理的氧 化钛团聚粉末相比, 制备的涂层致密化水平有了较大程度的提升, 涂层的平均显微硬度值由 434.18 HV0.3 提升至 744.37 HV0.3, 涂层的结合强度均值由 11.07 MPa 提升至 29.93 MPa。     

球形钛及钛合金粉制备工艺研究现状

球形钛粉具有球形度高、流动性好、松装密度大、氧含量低等特点。介绍了球形钛粉的几种常见制备工艺的基本原理及目前的研究现状,包括:雾化法、等离子旋转电极法、等离子火炬雾化法和射频等离子球化法。雾化法是生产球形钛粉的主流生产方法,包括惰性气体雾化法和离心雾化法,其中惰性气体雾化法具有生产效率高、粒径分布宽、细粉回收率高等特点,是目前生产球形钛粉的主要方法;等离子旋转电极法生产出的粉末具有球形度高、流动性好,但细粉回收率低等特点;等离子火炬雾化法可以生产出球形度高、流动性好的粉末,但设备生产成本较高;射频等离子球化法生产出的粉末球形度高、流动性好,但产能较低。最后对比了几种工艺生产出的粉末特征,指出中国目前在球形钛粉制备工艺过程中存在的问题,对球形钛粉制备及发展方向进行了展望。     

球形复合氧化铬团聚粉末及等离子喷涂涂层性能研究

采用喷雾造粒 - 烧结的方法制备了一种球形复合氧化铬团聚粉末, 利用扫描电子显微镜 (SEM)、 霍尔流速 计和粉末颗粒强度仪对粉末性能进行了表征, 研究了团聚造粒过程中料浆不同粘结剂含量对粉末微观组织形貌的 影响以及烧结温度对粉末松装密度、 流动性及颗粒强度的影响。 采用大气等离子喷涂 (APS) 工艺制备了复合氧化 铬涂层, 并对涂层的微观组织、 显微硬度及涂层结合强度等力学性能进行研究。 研究结果表明： 适量的增加料浆 粘结剂含量, 粉末球形度变好, 粘结剂含量过高时, 粉末球形度变差, 当粘结剂含量为 8% 时粉末具有较好的球 形度; 随着烧结温度的升高粉末松装密度先降低后升高, 粉末流动时间先变长后变短, 粉末流动性先变差再变优, 当烧结温度达到 1300 ℃以上时, 粉末不具有流动性; 随着烧结温度的升高粉末颗粒强度逐渐升高; 该粉末经过 大气等离子喷涂沉积形成的复合氧化铬涂层孔隙率为 2.3%、 结合强度均值达到 39.74 MPa, 涂层平均显微硬度为 1197.6 HV0.3。     

感应等离子体球化处理难熔金属(W、Cr)粉末的研究

采用感应等离子体球化技术对形状不规则的W粉、Cr粉进行球化处理,研究了喂粉速率对粉末球化效果的影响。采用SEM、XRD、激光粒度仪和霍尔流速计测试了等离子体球化处理前后粉末的形貌、物相、粒径分布和松装密度。研究结果表明,感应等离子体球化技术可制备出单相的球形W粉和Cr粉,粉末的松装密度和流动性显著提高;降低喂粉速率,W粉和Cr粉球化率均提高,最高球化率大于98%;原料粉末的分散度影响球化处理后球形粉末的粒径和粒度分布。     

超高温雾化制备球形铸造碳化钨粉末形貌控制及性能研究

传统的热喷涂用碳化钨粉末通常采用铸造方法生产,粉末呈多角状,流动性差且硬度低,难以满足高性能硬面材料的要求。以钨粉、炭黑、碳化钨粉前躯体或多角状碳化钨为原料,采用自行设计的超高温熔炼及超高温雾化装备制备出球形碳化钨粉末,利用扫描电镜、X射线衍射仪、金相显微镜、显微硬度计分析测试了粉末的相、组织、成分及性能。结果表明:碳化钨粉末外观呈球状、内部为细针状共晶组织、显微硬度3 200 HV、霍尔流速6.5 s/50 g、具有流动性好、耐磨性佳等优良的综合性能。     

射频等离子体和热处理制备球形WC–Co粉末

以喷雾造粒WC–30Co粉末为原料,采用射频等离子体和后续热处理制备3D打印用球形WC–Co粉末,研究射频等离子体球化和热处理对粉末特性的影响。结果表明,射频等离子体球化效果显著,喷雾造粒粉末的球化率可达100%。球化后的粉末表面光滑、结构致密,存在一定数量表面粗糙的“费列罗”颗粒。射频等离子体处理使粉末的松装密度和流动性显著提高,同时导致WC严重分解和Co蒸发损失,球化粉末中含有大量C、W₂C和Co₃W₃C等有害相,Co质量分数降低至25.80%。后续热处理可很好地对球化粉末进行物相和成分调控。经900 ℃热处理后,粉末的物相组成重新转变为WC和Co,游离碳含量控制在合理的水平,并且粉末依然保持良好的球形度,具有较好的松装密度和流动性,可以满足3D打印对原材料的要求。     

高致密球形钼粉制备工艺研究

采用感应等离子设备制备出球形钼粉,研究了工艺参数对制备高致密度球形钼粉的影响。用霍耳流速仪检测球形钼粉的流速,斯科特容量计检测球形钼粉的松装密度,用电子扫描显微镜（SEM）观测球化钼粉的微观形貌。研究表明,等离子体处理可以使钼粉形状由不规则变为球形,钼粉流动性显著提高,松装密度增大,实现了钼粉的致密化,同时纯度提高。且当输入功率为25kW·h、送粉量50g／min钼粉的球化最为理想,流速达16s／50g,松装密度为4．8g/cm3。     

射频等离子体制备球形铌粉

以不规则形状铌粉为原料,通过射频等离子体球化处理制备球形铌粉,并研究加料速率对粉末球化率的影响。采用扫描电镜、X射线衍射仪和激光粒度分析仪对球化处理前后粉末的形貌、物相和粒度分布进行测试和分析。结果表明:不同粒径的不规则形状铌粉,经等离子球化处理后均可得到表面光滑、分散性好、球化率可达100%的球形铌粉。球化处理后,粉末的粒度分布变窄。随加料速率的增加,铌粉的球化率降低。经射频等离子体处理后,铌粉的松装密度和流动性得到显著改善:松装密度由1.33 g/cm3提高到4.35 g/cm3,振实密度从1.95 g/cm3提高到5.61 g/cm3,粉末流动性提高到12.51 s/(50 g)。     

Inconel 625 合金粉末的雾化制备方法对比

分别采用旋转电极、等离子雾化、无坩埚雾化、真空气雾化、水雾化制备出了Inconel 625粉末。对粉末的球形度、流动性、松装密度、氧含量等性能进行了对比。结果表明,旋转电极方法制备的Inconel625粉末球形度最好,均匀性最佳,但是较难制备出细粒径粉末。无坩埚雾化制备出的粉末性能综合性能相对较好,能够制备出球形度较好的较西粒径粉末。水雾化法制备出的粉末氧含量及球形度等性能最差。     

2%铝质量分数超高碳钢的球化退火工艺

 为获得完全球化的超高碳钢组织,基于离异共析转变机制对2%铝质量分数超高碳钢进行球化退火工艺研究。研究发现,由于成分的不均匀性,超高碳钢锻态组织由片层间距不一致的珠光体和网状碳化物组成,单纯使用离异共析工艺无法使其完全球化;2%铝质量分数超高碳钢锻态组织网状碳化物厚度在1 μm以下,[Acm]温度以下正火即可获得片层均匀细小的珠光体并消除网状碳化物;提高正火温度能显著减少正火组织中长条和短棒状碳化物的数量,利于获得较好的球化组织。2%铝质量分数超高碳钢经900～925 ℃正火后在830 ℃奥氏体化并在760 ℃等温4 h后获得了由超细铁素体＋细小球状渗碳体组成的完全球化组织。     

仲钨酸铵还原制备超粗球形钨粉

以钨酸铵溶液为原料,加入含Li、Na和K碱金属盐的添加剂,在湿氢条件下还原制备粗晶球形钨粉.研究了碱金属盐的种类、含量及还原时间对仲钨酸铵粉末及钨粉的影响.通过扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和检验分析筛对仲钨酸铵及粗晶钨粉的形貌、成分、物相组成及粒度分布进行表征.研究表明,采用钨酸铵溶液为原料,添加剂（NaCl、KCl和Li₂CO₃）为3 g·L-1,在1000℃湿氢条件下还原180 min,可直接制备出流动性良好、近球形、晶粒发育完整且均匀的粗晶钨粉.其平均粒径达到67μm,最大粒径可达150μm,最大松装密度为13.41 g·cm-3,最佳流动性为每50 g粗晶钨粉用时9 s.      

雾化法制备高品质钛合金粉末技术研究

研究了惰性气体雾化法和等离子旋转电极法两种雾化法制备工艺所得TA15钛合金粉末的化学成分、粒度分布、颗粒形貌及微观组织。结果表明,雾化法制备的粉末间隙元素增量低,而且颗粒球形度高,颗粒内部是细小的胞状显微组织;惰性气体雾化法制备的粉末细粉收得率较高,有较多的吸附颗粒,颗粒内部有气孔;等离子旋转电极法制备的粉末粒度分布范围窄,颗粒呈规则的球形,表面光亮、圆滑。     

球形碳化钨粉末制备技术的探讨

概述了热喷涂高新材料球形碳化钨粉末制备技术的研究进展。从原料、熔融方式、球形化方式及技术特点等方面对各种制备方法进行了对比分析。最后提出了超高温熔炼气体雾化法是球形碳化钨粉末制备的首选技术。     

等离子旋转电极雾化制备钨粉及性能表征

采用等离子旋转电极雾化技术(PREP)制备球形钨粉,利用激光粒度分析仪、氧氮分析仪、扫描电子显微镜(SEM)对钨粉末的粒径分布、氧含量、微观形貌、表面组织进行分析。结果表明：球形钨粉粒度集中分布在45～150μm,呈单峰分布,理论中位粒径85.5μm与实测粒径80μm接近。钨粉氧增量均小于0.001 5%,其中45～150μm粉末比15～53μm的粉末氧增量更低,仅为0.000 38%。15～53μm钨粉表面光洁,几乎无空心粉。钨粉物理性能优异,且粒径在45～150μm的钨粉性能优于15～53μm的。     

BNi2粉末钎料的性能研究

对用气雾化工艺生产研制的BNi2钎料粉末化学成分、颗粒形态、粒度分布、氧含量及熔点进行了检测，并对其微观组织和结构进行了分析。结果表明：BNi2钎料粉末呈球形。成分稳定，氧含量低，组织均匀．各项性能满足钎焊工艺要求。实现了BNi2钎料粉末的产业化和国产化目标。