[发明专利]由基于镍铝化合物的合金制备电极的方法

说明书

本发明涉及由基于镍铝化合物的高合金制备铸态电极，其可用于添加剂3D技术以制备几何形状复杂的制品。该方法包括使用以下重量比例的组分的反应混合物通过离心SHS铸造制备半成品：氧化镍：47.0‑49.1；铝：28.6‑32.4；合金添加剂：13.1‑17.9；功能添加剂：6.5‑7.0；对所述半成品进行两阶段重熔，其中在第一阶段制备精炼脱气铸锭，在第二阶段制备纳米改性合金电极；其中，在所述第二阶段中，将一定量的母合金引入到熔体中之后再将所述熔体注入结晶器中，以确保所述熔体中的纳米粉体含量为0.5‑7vol％；所述母合金由比表面积为5÷30m²/g的压制铝和纳米粉体混合物，以及块状铝组成；然后将所述熔体冷却至室温并从所述结晶器中萃取。本发明针对由基于镍铝化合物的合金制成的电极的集成技术的发展。

技术领域

本发明涉及特种冶金领域，特别是由基于镍铝化合物的高合金制备铸造电极，其可用于电极材料的离心雾化并且制备用于添加剂3D技术的颗粒以由耐热金属材料制备几何形状复杂的制品。

现有技术

已知一种用于制备过渡金属，优选镍、钽、钛、铌和铁的铝化物的方法(RU2032496，1995年4月10日公开)，包括制备过渡金属和铝粉的放热混合物，将混合物制成压块，加热压块以引发合成产物的自蔓延高温合成(SHS)反应和进一步的热变形。

该方法的缺点是初始试剂金属粉体的高能耗和高成本，以及通常难以实现的对初始粉体在杂质氧、氮、碳等方面的纯度的高要求。

已知一种制备用于制备成型铸件的γ-钛铝基铸造合金的方法(RU2523049，2014年7月20日公开)，该方法包括由包含钛、铝和铌的纯金属粉体制备混合物；生产相对密度为50-85％的压块；在550-650℃的温度范围内进行10-40分钟的热真空处理，其中加热速度为5-40℃/分钟，压力为10^-1-10^-3Pa，SHS在560-650℃的初始温度下进行。

已知一种用于制备耐热合金的方法(RU 2534325，2014年11月27日公开)，其包括制备初始组分粉体的反应混合物，所述反应混合物包括镍、钴、铬III、钼、钛的氧化物、纯铝，以及碳、硼和锆；将反应混合物置于耐火模具中，将模具置于离心机上，点燃混合物，然后以200-300g的离心加速度在燃烧模式下进行合成，并进一步分离基于镍铝化合物的铸态合金，其中混合物使用以下比例的组分制成(wt％)：氧化镍(40.0-43.7)、氧化钴(12.0-13.2)、氧化铬(2.9-4.3)、氧化钼(3.1-3.9)、氧化钛(1.3-2.4)、碳、硼和锆。

但缺点是不能由纳米改性合金制备具有所需几何形状的长电极。

最接近本文详述的类似解决方案是由基于镍铝化合物的合金获取电极的方法(CN100497700C，2009年6月10日公开)，该方法包括易于熔融的合金组分(Ni、Al、Cr、Mo、Ta)的多阶段重熔，在第一、精炼阶段制备脱气铸锭，在其化学组成方面均匀化的电极在之后的阶段内生成。所述重熔在惰性保护气氛或真空中进行。

该方法的缺点是，与多重熔阶段相关的高能耗(物质重熔3至6次)和对初始成分在杂质方面的化学纯度(初始金属所需纯度约为99.999％)的高要求，使得该工艺和产物明显更昂贵，而又不可能获得具有纳米改性结构的电极。

发明内容

所公开的发明的技术成果在于能耗降低和由于将重熔次数减少为两次并且使用更便宜的氧化物原料而带来的成本降低，同时确保了所得电极在杂质含量方面的化学纯度，即：氧含量小于0.2％、氮含量小于0.01％、碳含量小于0.1％。此外，由于通过材料的纳米改性制备的电极材料的主要NiAl相的粒度更小，所以技术成果还在于增加了制备的电极的热稳定性。

本文公布的本发明的技术成果通过如下方式实现：

一种由基于镍铝化合物的合金制备电极的方法，包括使用以下重量百分比的组分的反应混合物通过离心SHS铸造制备半成品: