一種Mo₂FeB₂基熱噴涂合金粉末及其制備方法

專利名稱：一種Mo₂FeB₂基熱噴涂合金粉末及其制備方法
技術領域：
本發明涉及合金粉末及其制備方法，尤其涉及一種可用來提高零部件的性能和使用壽命的Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末及其制備方法。
背景技術：
熱噴涂技術是一種表面改性技術。由于它的諸多優點，因而廣泛應用于機械電子、化工、航天航空等領域，用來提高零部件的性能和使用壽命。熱噴涂技術包括:熱噴涂材料、噴涂設備及噴涂工藝，其 中熱噴涂材料是影響涂層性能的關鍵因素。目前，已實現工業化生產的熱噴涂材料包括:金屬、合金和陶瓷等，使用形式主要以粉末、絲材、棒材為主，其中粉末的使用量占整體噴涂材料70%以上。熱噴涂粉末主要包括純金屬粉末、合金粉末、氧化物陶瓷粉末、碳化物粉末、金屬陶瓷粉末，而應用于耐磨耐蝕領域的熱噴涂粉末主要為后面的4種。合金中常用的增強相材料包括:碳化物、氧化物、氮化物和硼化物。其中硼化物具有高熔點、高硬度、高耐磨性和高抗腐蝕性能，被視為較有發展前景的硬質相材料。Mo2FeB2具有良好的耐磨性、耐腐蝕性和耐高溫性，以及高的導電率，在耐磨和耐蝕等領域中得到了廣泛的應用和發展。非晶材料由于其高的強度和硬度，良好的塑性，優異的電磁性能，因而近年來成為人們研究的熱點。由于非晶相處于亞穩定狀態，故粉末具有較高的能量，在熱噴涂過程中有助于粉末與被噴涂基體表面的粘接，及粉末顆粒之間的潤濕，對提高涂層質量具有重要意義。現有技術制備出的熱噴涂粉末純度較低，球化率低，粉末粒度分布范圍窄，流動性不好，其中的非晶含量偏低，不益于對后續噴涂工藝的控制和涂層質量的提高。

發明內容
本發明為了解決上述現有熱噴涂粉末制備的技術問題，提供一種Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末的制備方法。該合金粉末為復相結構且部分非晶，其中增強相為Mo2FeB2、W2FeB2,粘結相為含Cr、Ni的鐵基體。本發明提供的一種Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末，由下列重量百分比的原料配制而成:14.64 36.5% 的 FeB、21.3 47.5% 的 Mo、1.3 4.7% 的 N1、2.4 8.1% 的 Cr、O 5%的W、8.82 49.66%的羰基鐵。本發明還提供一種Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末的制備方法，其包括以下工藝步驟: 根據制作Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末的配比配制混合料；
將滾動球與所述混合料放入磨機中干混4h ;其中，球料比為7: 1，球磨機轉速為70rad/min ；
再將經過球磨的混合料放入真空感應爐中加熱，熔融成金屬母合金液，保溫lh，然后經水霧化制得Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末；其中:霧化水壓為18 30Mpa，噴嘴為8 20孔，孔徑為2 5mm，傾角為25 35°之間，母合金液的溫度控制在135(Tl450°C之間。所述的Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末中非晶合金粉未的比例為50%以上。所述的Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末為復相結構，包括增強相和基體。其中，增強相為Mo2FeB2、W2FeB2，基體為含Cr、Ni的鐵基體。所述的Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末中，增強相的質量分數為30 80%。本發明在傳統的熱噴涂粉制備基礎上并結合Mo2FeB2優異性能，以FeB、羰基鐵、Mo等作為原料，采用真空感應爐熔煉得到母合金，經水霧化法制備Mo2FeB2基非晶復相熱噴涂粉末。其中增強相為Mo2FeB2、W2FeB2，基體為含Cr、Ni的鐵基體。具有良好的耐磨和耐蝕性能。其優點在于所制備出的熱噴涂粉末純度較高，粉末粒度分布范圍小，球化率高，流動性好，雜質含量低，復相粉末的增強相和粘結相可控，非晶高達50%以上，適用于耐磨耐蝕涂層的熱噴涂工藝。本發明的熱噴涂粉末有益于對后續噴涂工藝的控制，簡化涂層工藝，提高涂層質量。
具體實施例方式本發明提出的Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末，由下列重量百分比的原料配制而成:
14.64 36.5% 的 FeB、21.3 47.5% 的 Mo、1.3 4.7% 的 N1、2.4 8.1% 的 Cr、0 5%的W、8.82 49.66%的羰基鐵。下面通過實施例對本發明作進一步的說明:
1:成分為:2.4B-21.3MO-1.3Ν -8.lCr_5W_Fe余量，增強相含量為30%的熱噴涂粉末的制備:
1、根據制作Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末的配比，稱取73.2g BFe粉，106.5g Mo粉，6.5g Ni粉，40.5g Cr粉，25g W粉，248.3g羰基鐵粉，合計500g。放入滾動球磨機中干混4h。其中球料比為7:1,球磨機轉速為70rad/min。2、將經過球磨混合后的粉末裝入陶瓷坩堝放入真空感應爐中，加熱至1450°C保溫lh，得到母合金液。然后經水霧化制得Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末。其中霧化水壓為18Mpa、噴嘴為8孔，孔徑為5mm，傾角為25°。所得到的Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末，經粒度分析呈正態分布，其平均粒徑為57 μ m，其中小于43 μ m的粉末，經XRD分析為非晶粉末，所占比例約為整體粉末51%。實施實例2:成分為:4.3B-35.1Μο_2.9Ni_8.lCr_3.8ff- Fe余量，增強相含量為50%的熱噴涂粉末的制備。1、根據制作Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末的配比，稱取131g BFe粉，175.5g Mo粉，14.5g Ni粉，40.5g Cr粉，19g W粉，119.5g羰基鐵粉，合計500g。放入滾動球磨機中干混4h。其中球料比為7:1,球磨機轉速為70rad/min。

2、將經過球磨混合后的粉末裝入陶瓷坩堝放入真空感應爐中，加熱至1400°C保溫lh，得到母合金液。然后經水霧化制得Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末。其中霧化水壓為30Mpa，噴嘴為14孔，孔徑為2mm，傾角為30°。所得到的Mo2FeB2基熱噴涂粉末經粒度分析呈正態分布，其平均粒徑為49 μ m，其中小于43 μ m的粉末，經XRD分析為非晶粉末，所占比例約為整體粉末63%。
實施實例3:成分為:6.0B-47.5Μο_4.7Ν -2.4Cr_Fe余量，增強相含量為70%的熱噴涂粉末的制備。1、根據制作Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末的配比，稱取182.9g FeB粉，237.5g Mo粉，23.5g Ni粉，12gCr粉，44.1g羰基鐵粉合計500g。放入滾動球磨機中干混4h。其中球料比為7:1,球磨機轉速為70rad/min。2、將經過球磨混合后的粉末裝入陶瓷坩堝放入真空感應爐中，加熱至1350°C保溫lh，得到母合金液。然后經水霧化制得Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末。其中霧化水壓為23Mpa，噴嘴為20孔，孔徑為2mm，傾角為35°。所得到的Mo2FeB2基熱噴涂粉末經粒度分析呈正態分布，其平均粒徑為45 μ m，其中小于43 μ m的粉末，經XRD分析為非晶粉末，所占比例約為整體粉末78%。實施實例4:成分為:6.0B-47.5Μο_4.7Ν -2.4Cr_Fe余量，增強相含量為70%的熱噴涂粉末的制備。1、根據制作Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末的配比，稱取185g FeB粉，239.5g Mo粉，26g Ni粉，5.5g Cr粉，45g羰基鐵粉合計500g。放入滾動球磨機中干混4h。其中球料比為7:1,球磨機轉速為70rad/min。 2、將經過球磨混合后的粉末裝入陶瓷坩堝放入真空感應爐中，加熱至1390°C保溫lh，得到母合金液。然后經水霧化制得Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末。其中霧化水壓為26Mpa，噴嘴為15孔，孔徑為4mm，傾角為32°。所得到的Mo2FeB2基熱噴涂粉末經粒度分析呈正態分布，其平均粒徑為47 μ m，其中小于43 μ m的粉末，經XRD分析為非晶粉末，所占比例約為整體粉末68%。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末，其特征在于，由下列重量百分比的原料配制而成:14.64 36.5% 的 FeB、21.3 47.5% 的 Mo、1.3 4.7% 的 N1、2.4 8.1% 的 Cr、0 5%的W、8.82 49.66%的羰基鐵。
2.一種如權利要求1所述Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末的制備方法，其特征在于，包括以下工藝步驟: 根據制作Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末的配比配制混合料； 將滾動球與所述混合料放入磨機中干混4h ;其中，球料比為7: 1，球磨機轉速為70rad/min ； 再將經過球磨的混合料放入真空感應爐中加熱，熔融成金屬母合金液，保溫lh，然后經水霧化制得Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末； 其中:霧化水壓為18 30Mpa，水霧化的噴嘴為8 20孔，孔徑為2 5mm，噴嘴的傾角為25 35°之間，母合金液的溫度控制在135(Tl450°C之間。
3.按權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末中，非晶合金粉未的比例為50%以上。
4.按權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述的Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末為復相結構，包括增強相和 基體，所述增強相為Mo2FeB2、W2FeB2，所述的基體為含Cr、Ni的鐵基體。
5.按權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末中，增強相的質量分數為3(Γ80%。
全文摘要
本發明公開了一種可用來提高零部件的性能和使用壽命的Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末，其由下列重量百分比的原料配制而成14.64~36.5%的FeB、21.3~47.5%的Mo、1.3~4.7%的Ni、2.4~8.1%的Cr、0~5%的W、8.82~49.66%的羰基鐵。本發明還公開了一種Mo2FeB2基熱噴涂合金粉末的制備方法。本發明制備出的熱噴涂粉末純度較高，粉末粒度分布范圍小，球化率高，流動性好，適用于耐磨耐蝕涂層的熱噴涂工藝。
文檔編號C23C4/06GK103088281SQ20131002273
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月22日 優先權日2013年1月22日
發明者郭志猛, 王剛, 曾鮮, 王振明, 陳文 , 吳清軍, 高琳, 楊劍, 毛偉吉, 屈彥杰, 楊芳, 葉安平 申請人:廣東新勁剛新材料科技股份有限公司