[发明专利]一种钼硅硼复合颗粒粉体的制备方法

说明书

本发明提供一种钼硅硼复合颗粒粉体的制备方法，基于梯度加热处理的思路，采用加热混合炉，通过对钼粉加热，利用粉体携带的能量使底部硅、硼粉熔化、并进一步附着于核心钼粉之上。通过球化处理提高粉体表面球形度，去除表面较为疏松的粘结层，最终进行筛选获得尺寸理想、成分分布均匀的球形粉末，能够为钼硅硼增材制造提供较好的条件。

技术领域

本发明涉及一种用于增材制造的钼硅硼复合颗粒粉体的制备方法，属于增材制造领域。

背景技术

钼硅硼合金是一种难熔材料，具有高熔点、高温强度和高硬度等特性，具有十分重要的应用前景。在高温环境中，其表面能够通过形成硼硅玻璃相对基体进行保护，但是由于金属钼的熔点高、成形性能差，对其加工目前只能采用熔铸等工艺加工。

增材制造作为一种应用前景较为广阔的材料加工工艺，能够实现各种复杂构件的快速成型。此外，由于其具有能量密度高、升温迅速的特点，其加工获得的材料组织与传统加工方式获得的组织相比有较大的优势，因此，研究钼硅硼材料的增材加工具有较大的价值。

增材制造要求获得球形度好、结构稳定的钼硅硼球形粉末。而传统钼硅硼粉末采用三种金属的粉末物理混合而成，由于每种粉末颗粒密度、颗粒度不同，难以形成均匀的混合粉体，难以满足增材制造的要求。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，为钼硅硼材料的增材加工提供球形度好、结构稳定的钼硅硼球形粉末，本发明提出一种钼硅硼复合颗粒粉体的制备方法，基于梯度加热处理的方法，将硅、硼元素颗粒熔化附着在钼金属颗粒外层，形成复合颗粒，筛除未熔化附着的颗粒，得到成分、颗粒度均匀的钼硅硼复合颗粒粉体。

本发明的技术方案为：

所述一种用于制备钼硅硼复合颗粒粉体的加热混合炉，其特征在于：包括控制设备和真空腔；

所述真空腔的内部上方具有振动加热台，且上部振动加热台底面上有与所承载粉体孔径对应的筛孔；在真空腔的内部下方也具有振动加热台；在上部振动加热台与下部振动加热台之间具有加热腔体，从上部振动加热台筛孔落下的粉体通过加热腔体后能够落入下部振动加热台内；

所述控制设备能够分别控制上部振动加热台的振动频率、振幅、加热温度，下部振动加热台的振动频率、振幅、加热温度，以及加热腔体的加热温度。

所述一种钼硅硼复合颗粒粉体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：取表面无杂质和氧吸附的球形钼、硅、硼粉体颗粒，分别进行球磨细化，筛选出尺寸符合要求的颗粒；

步骤2：采用加热混合炉进行钼粉末表面镀硼处理：

步骤2.1：将步骤1得到的球形钼粉放入上部振动加热台，设定加热温度为2100-2600℃；将步骤1得到的球形硼粉放入下部振动加热台，设定加热温度为1500-2000℃；控制加热腔体的温度与上部振动加热台的加热目标温度一致，使球形钼粉下落过程中温度保持在设定的加热温度；

步骤2.2：当球形钼粉、球形硼粉的温度达到设定温度后，控制上部振动加热台和下部振动加热台振动；上部振动加热台振动使得加热后的球形钼粉从上部振动加热台底面筛孔下落至下部振动加热台中，球形钼粉使周围硼粉熔化，凝结，在球形钼粉表面形成硼层；下部振动加热台振动使得形成的钼硼粉末颗粒沉降入下部振动加热台底部；

步骤2.3：从下部振动加热台中筛选出粒径符合要求的钼硼粉末颗粒；

步骤3：采用加热混合炉进行钼硼粉末表面镀硅处理：

步骤3.1：将步骤2得到的钼硼粉末放入上部振动加热台，设定加热温度为1500-2000℃；将步骤1得到的球形硅粉放入下部振动加热台，设定加热温度为1000-1400℃；控制加热腔体的温度与上部振动加热台的加热目标温度一致，使钼硼粉末下落过程中温度保持在设定的加热温度；