一种高性能NiCr合金粉末的制备.pdf

2 2 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年增确 一种高性能N i C r 合金粉末的制备 朱成才，肖宁，许根国，田玉亮，岳岚 北京矿冶研究总院，北京，1 0 0 0 4 4 摘要通过向N i C r 合金中加入微量掭加剂A 的方法，采用气雾化制备技术制备了一种高性能的N i C r 合 金粉末。研究发现，随着A 古量的增加，N K ；r 舍金粉末的球形度得到改善，进而橙装密度和流动性得到 了提高。但A 古量过高，不会进一步提高合金粉末的物理性能。最佳含量在0 ．2 ％左右。 关键词N i C r 合金；喷涂；性能 中凰分类号T F l 2 3 ．1 1 2文献标识码A文章编号1 0 0 7 7 5 4 5 2 0 0 7 S O 一0 0 2 2 0 2 P r e p a r a t i o nf o ro n eK i n do fN i C rA l l o yP o w d e rw i t hH i g hP e r f o r m a n c e Z H UC h e n g e a i ，X I A ON i n g ，X UG e n g u o ，T I A NY u l i a n g ，Y u eh “ B e i j i №G e n e r a lR e ．a r c hl r m f i t u t eo fM i n m gm dM e t a l l u r g y ．B e i j i n g1 0 0 0 4 4 ．C h i n a A b s t r a c t O n ek i n do fN i C ra l l o yp o w d e rw i t hh i g hp e r f o r m a n c ei sp r e p a r e db yg a s - a t o m i z a t i o nt e c h n o I o g yw i t h a d d i n ga d d i t i v eA ．T h er e s u l t ss h o wt h a tt h ed e g r e eo fs p h e r i c i t yo fN i C ra l l o yp o w d e rc a nb em a d eb e t t e rw i t h t h ei n c r e a s i n go fA ，a sar e s u l t ，i tc a ni m p r o v et h ef l o w i n gp r o p e r t ya n dl o o s ep a c k e dd e n s i t yo fa l l o yp o w d e rr e m a r k a b l y ．T h eo p t i m a l ．c o n t e n to fA i sa b o u t0 ．2p e r c e n t ． K e y w o r d s N i C ra N o y ；s p r a y ；P r o p e r t y N i C r 合金一种新型固体润滑膜涂层材料，用于 战机及其发动机的大修和中推比新型发动机机匣壳 体表面进行封严涂层的制备，使用该涂层材料的部 件．一般应用环境较为苛刻，要求涂层硬度适中且与 机匣壳体有很好的粘接强度，具备一定耐腐蚀、耐冲 刷、耐磨蚀性能。镍铬合金粉是一种可以单独作为 底层，也可以用作面层的粉末涂层，在8 5 0 ℃下长期 使用。作为底层，它能与钛合金、高温台金有很好的 粘和性能。结合强度和硬度高。涂层组织应均匀分 布，没有裂纹、分层和涂层与基体界面分离现象。是 一种优良的等离子喷涂用底层。该涂层在国内已经 广泛使用各型发动H - 2 J 。 但是N i C r 台金熔点高，黏度大。雾化过程困难。 所得合金粉末球形度差，流动性和松装密度较低，不 能满足高质量喷涂涂层材料的要求。为了解决上述 困扰国内N i C r 合金粉末发展多年的瓶颈难题，本文 作者简介朱成才 1 9 8 2 一 ，男．双旌，l i 面- l 采用向台金中加人添加剂A 的方法来改变合金黏 度，提高合金的物理性能，研究了不同添加剂含量的 N i C r 合金粉末物理性能。 1 试验 1 ．1 试验材料 试验采用高纯N i 板和铬块，以减少杂质含量。 同时，向台金中加入微量的添加剂A ，以期改变台金 粉末的物理性能。试验制备了三种不同配方的 N i C r 合金粉末，各配方的化学成分如表1 所示。 表1N i C r 合金化学成分 T a b l e1C h e m i c a lc o m p o n e n to fN t C ra l t o y ／％ 万方数据 有色金属 冶炼部分 2 0 0 7 年增刊 2 3 1 ．2 试验方法 研究采用较为常用的气雾气冷雾化法制备 N i C r 台金粉末，雾化介质为高纯氮气。合金的雾化 熔炼过程在5 0k g 中频感应炉中进行。熔炼过程采 用惰性气氛保护。采用镁砂炉衬。对合金粉末的物 理性能 包括松装密度和流动性 进行了测试，同时 利用扫描电镜观察了粉末颗粒的形貌。 2 试验结果及讨论． 本研究通过加入微量的添加剂A 来改善舍金 的雾化性能。实验发现。加入适量的添加剂以后。合 金液的黏度明显下降。雾化过程非常顺利，不再出现 堵包现象。实验对不同添加剂加入量的N i c f 台金 粉末的物理性能进行了测试，结果如表2 所示。 由表2 可以看出．随着添加剂加入量的增加。 N i c r 台金粉末的松装密度逐渐提高，流动性明显变 好。但随着A 含量的逐渐增大．合金粉末的松装密 度和流动性的变化趋于缓慢。这说明微量A 的加 入能显著提高合金粉末物理性能，但A 含量过高对 合金粉末的物理性能不会产生太大影响。 表2 添加剂A 加入量对气雾化N i C r 合金 粉末物理性能的影响 T a b l e2 T h ee f f e c to fa d d i t i v ec o n t e n to nt h e p r o p e r t yo fg a s a t o m i z e dN i C ra l l o yp o w d e r 图I 是不同添加剂含量的N i C r 台金粉末的扫 描电镜图片。可见，当N i C r 合金中不加A 时，合金 粉末的球形度较差，大多颗粒都是椭圆形或棒状的， 因此，粉末的流动性差，松装密度也不高；然而。当加 入0 ．1 ％的A 时。粉末的球形度有了明显的改善，大 多数为球形颗粒，进而显著提高了合金粉末的漉动 性和橙装密度；当A 含量继续增加到O ．2 ％时，合金 粉末的球形度更高，而且，颗粒表面较为光洁。此 时，粉末的橙装密度和流动性进一步提高。但当A 含量进一步增大时，合金粉末的物理性能基本不发 生改变。 ‘ 图l 不同添加剂含量N i C r 合金粉末 F i g ．1 T h eS E Mm o r p h o l o g yo fN i C ra l l o yp o w d e rw i t hd i f f e r e n ta d d i t i v ec o n t e n t 由以上分析可知，添加剂A 的加入能改善合金人微量的添加剂A 能显著提高合金粉末的球形度。 粉末的球形度，进而提高合金粉末的物理性能。我进而提高合金粉末的松装密度和流动性，但是A 台 们认为．当合金中加入微量的添加剂A 后，能明显量过高，并不能进一步提高合金粉末的物理性能，最 降低合金液的黏度，提高合金液的表面张力。众所佳含量在0 ．2 ％左右，此时，合金粉末的球形度较 周知，液体雾化过程中，决定雾化粉末球形度的一个好，松装密度为4 ．8 5g ／c m 3 。流动性 5 0 9 为1 3 。0 6 极重要因素即为液体的表面张力，表面张力越大，越s ，与国际水平接近。 容易成球形。因此．雾化时，加入微量添加剂之后的⋯，． 合金液较易雾化成球形粉末。但添加剂含量过高会 参考文献 降低台金液的熔点，使得雾化后的合金粉末在雾化 【1 】张平．热喷涂材料【M ] ．北京国防工业出版社，2 0 0 5 8 5 罐体中不能及时冷却成球。发生相互粘连，反而影响 一9 0 粉末的球形度。所以，通过加入高含量的添加剂并 [ 2 ] 吴子健，吴朝军，曾克里，等热喷潦技术与应用[ M 】 不能进一步提高食金粉末的球形度和物理性能。 北京机械工业出版社, 2 0 0 5 1 0 2 1 0 3 3 结论 在N i C r 合金的气雾气冷制备过程中．向其中加 万方数据