[发明专利]一种超细铬粉的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超细铬粉的制备方法。

背景技术

铬是一种重要的合金元素，在工业生产中应用非常广泛，如生产高温合金、电热合金、电工合金、精密合金、电阻合金、溅射靶材、铝合金添加剂、焊材等产品时需进行添加，而且铬还应用于零部件镀铬，特种钢材添加等。随着我国高新技术产品的不断发展，铬也已经向高纯化、性能要求差异化的方向发展，如在热喷涂材行业使用的金属铬粉，就要求原材料纯度高、氧含量低、碳含量低、粒径小等。

一般工业上获得超细金属粉的方法有：

(1)氢还原法：这种方法一般用于生产高熔点金属粉体，如钨、钼等，可以获得μm级的粉体。

(2)氢化-歧化-脱氢方法：该方法一般用于生产能够吸氢的金属的制粉，如钛、镁；

(3)气流粉碎法：该方法一般用于生产氧化物类粉体，如果要生产金属粉体，一般使用氮气保护的方式，生产的粉体可以达到μm级。

(4)球磨法：该方法是一种较普遍的生产超细金属粉体的方法，该方法生产效率低、容易引入杂质。

(5)物理气相法：该方法是一种新兴的超细金属粉的方法，粉体的粒径可以达到100nm～5μm。

铬粉热喷涂工艺经过多年的发展，可以用于生产各种涂层，应用于表面装饰、耐蚀涂层、封严涂层等，也可以用于生产溅射靶材管靶，厚度最厚可以喷涂至5mm。对于航空发动机叶片而言，要求涂层厚度1～100μm，且结合性能好，使用磁控溅射、电镀等方式均不能获得所需性能的涂层，只有通过热喷涂超细铬粉(粒径为0.1～1μm)的方式获得。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种超细铬粉的制备方法，所得超细铬粉特别适用于热喷涂法制备各种特种功能薄膜和/或涂层。

为解决以上技术问题，本发明采取如下技术方案：一种超细铬粉的制备方法，其包括如下步骤：

(1)、选用纯度大于等于99.95％的电解铬片，使用氢气还原炉，加热至1000℃～1400℃，保温2～10小时，将铬片还原；

(2)、采用物理气相沉积法将经过步骤(1)的铬片转化成球状的铬粉，即为所述超细铬粉。

优选地，步骤(1)中，加热至1100℃～1300℃。

根据本发明的进一步实施方案：步骤(2)的具体操作为：将铬片熔解并加热至金属铬气化，然后骤冷使铬凝聚成球状。

本发明还特别涉及上述方法制备得到的超细铬粉，其纯度大于等于99％，D50粒径为0.1～1μm，氧含量小于5000ppm。

此外，本发明还涉及上述超细铬粉用于生产航空发动机叶片涂层的用途。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、采用本发明制备的超细金属铬粉生产的航空发动机叶片涂层，具有结合力大，涂层厚度均匀、晶粒细小、致密、表面光滑以及具有更好的耐蚀性等优点。

2、本发明的超细金属铬粉具有较高的结晶度和较好的烧结性能。

附图说明

图1为实施例1制备的超细金属铬粉的SEM图；

图2为实施例1涂层厚度方向的SEM图；

图3为对比例1涂层厚度方向的SEM图；

图4为对比例2涂层厚度方向的SEM图。

具体实施方式

下面对本发明作进一步详细的说明，但本发明不限于以下实施例。

实施例1

一种超细铬粉的制备方法，包括如下步骤：

(1)、选用纯度大于等于99.95％的电解铬片，使用氢气还原炉，加热至1200℃，保温4小时将铬片还原；

(2)采用物理气相沉积法：把作为原料的电解铬片熔解并加热至金属铬气化，然后骤冷使之凝聚成球状金属铬粉，即为所述超细铬粉，其D50为0.83μm。

对超细铬粉进行SEM测试，结果参见图1。

进一步地，采用等离子喷涂的方法将实施例1的超细铬粉喷涂在碳钢基体表面，制备表面防腐涂层；然后通过表面观察、SEM观察、盐水腐蚀等方式检测涂层性能，结果参见表1和图2。

实施例1

一种超细铬粉的制备方法，包括如下步骤：

(1)、选用纯度大于等于99.95％的电解铬片，使用氢气还原炉，加热至1250℃，保温4小时将铬片还原；

(2)采用物理气相沉积法：把作为原料的电解铬片熔解并加热至金属铬气化，然后骤冷使之凝聚成球状金属铬粉，即为所述超细铬粉，其D50为0.78μm。

对比例1