[发明专利]一种机械混合包覆粉末的制备方法和包覆粉末

说明书

本发明属于机械混合包覆粉末技术领域，具体涉及一种机械混合包覆粉末的制备方法和包覆粉末，方法包括以下步骤：（1）将可磨耗组分、骨架组分进行预混合，得到预混合粉末；（2）将预混合粉末与粘结剂进行四段式高速机械包覆制粉；其中挤压头与釜壁间距为1‑3cm，第一段的机械包覆条件包括：转子转速为900‑1400r/min；第二段的机械包覆条件包括：转子转速为1700‑2200r/min；第三段的机械包覆条件包括：转子转速为1400‑1700r/min；第四段的机械包覆条件包括：转子转速为400‑1000r/min。本发明的制备方法能在短时间内获得高紧实度的包覆粉末，包覆完整，粒度均匀且集中，粉末流动性好。

技术领域

本发明属于机械混合包覆粉末技术领域，具体涉及一种机械混合包覆粉末的制备方法和包覆粉末。

背景技术

可磨耗封严涂层位于航空发动机及燃气轮机机匣，通过与叶片摩擦，自身被刮削而叶片不被磨损，同时减小叶片与机匣间间隙的方式，进而有效降低航空发动机及燃气轮机油耗、提高效率和运行安全性。可磨耗封严涂层由可磨耗组分和骨架组分组成，可磨耗组分一般为低剪切强度的非金属材料如石墨、氮化硼、聚苯酯等，提供涂层的可磨耗性；骨架组分一般是NiCr、AlSi、CuAl等金属或陶瓷，赋予涂层一定的强度及抗氧化性等。

可磨耗封严涂层中可磨耗组分的含量对其可磨耗性至关重要，但是由于可磨耗组分质轻、易氧化、塑性差、粘附性差等原因，在热喷涂焰流中不易加速、容易烧损、在撞击到基体后容易散落等，导致其沉积率很低，并引起整体粉末的喷涂沉积率较低。可磨耗封严涂层在热喷涂过程中可磨耗组分损失的控制是本领域要解决的一个重要问题。

喷涂过程中可磨耗组分易损失主要是由多组元可磨耗封严涂层粉末自身的包覆层不紧实所导致的，机械包覆工艺是制备多组元包覆型粉末的常见方法。优化粉末制备工艺，可有效提高粉末包覆层紧实度，降低可磨耗组分的损失，是减少可磨耗组分热喷涂损失的一个主要技术手段。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的现有机械包覆工艺粉末包覆层不紧实、易溃散而导致可磨耗组分易损失的缺陷，提供一种机械混合包覆粉末的制备方法和包覆粉末，该制备方法能在短时间内获得高紧实度的包覆粉末，包覆完整，粒度均匀且集中，粉末流动性好，利于粉末具有良好的成分均匀性和喷涂工艺适应性，使涂层组织成分可控。

本发明的发明人经过大量实验研究发现，常规的机械包覆工艺主要利用粘结剂和组元粒径差实现包覆型粉末制备，包覆过程中仅存在搅拌桨与颗粒间的摩擦力，包覆组分材料易散落，粉末包覆层完整均匀性对其在喷涂焰流中的变化行为和沉积特性有重要影响，是涂层组织和性能的决定因素之一。若无法形成均匀包覆，则在喷涂后无法在金属骨架扁平化颗粒间形成均匀不连续的“剥离介质”分布状态，降低涂层的可磨耗性。且粉末在包覆过程中经历固液混合态、半固态、块状固态、粉状固态等阶段，不同阶段粉末的物性差异较大，采用以往机械包覆制备方法，在整个工艺过程中均采用单一搅拌参数，搅拌速度较低，搅拌包覆耗时长，通常需要2-3h完成，导致成品率低、包覆层不紧实、制备效率低等不足。经过发明人的不懈努力研究，进一步提出本发明。

第一方面，本发明提供了一种机械混合包覆粉末的制备方法，包括以下步骤：

（1）将可磨耗组分、骨架组分进行预混合，得到预混合粉末；

（2）将所述预混合粉末与粘结剂在挤压式反应釜中进行四段式高速机械包覆制粉，得到包覆粉末；其中，第一段的机械包覆条件包括：挤压头与釜壁间距为1-3cm，转子转速为900-1400r/min，包覆时间为2-8min；第二段的机械包覆条件包括：挤压头与釜壁间距为1-3cm，转子转速为1700-2200r/min，包覆时间为2-6min；第三段的机械包覆条件包括：挤压头与釜壁间距为1-3cm，转子转速为1400-1700r/min，包覆时间为2-5min；第四段的机械包覆条件包括：挤压头与釜壁间距为1-3cm，转子转速为400-1000r/min，包覆时间为1-5min。