[发明专利]一种采用SS-PREP制备的钴基合金粉末的等离子喷涂方法

说明书

一种采用SS‑PREP制备的钴基合金粉末的等离子喷涂方法，包括以下步骤：1）采SS‑PREP工艺制备钴基合金粉末，筛分得到粒度为5～200μm的钴基合金粉末；2）采用热喷涂工艺制备钴基合金涂层；采用SS‑PREP工艺制备的粉末呈高等级球形，具有粒度范围窄且可控、粉末流动性好、高松装比、粉末表面光洁、无污染等优点。采用本方法制备的钴基合金涂层孔隙率低，且与基体的结合性能好，同时避免了粉末因粒度过大、流动性不佳而引入的粉末球磨过程，提升了生产效率。

技术领域

本发明属于金属粉末喷涂技术领域，具体涉及一种采用SS-PREP制备的钴基合金粉末的等离子喷涂方法。

背景技术

热喷涂技术是一种通过专用设备将某种固体材料熔化并加速喷射到基体表面，形成一种特制薄层，以提高机件耐磨、耐蚀、耐高温等性能的表面工程技术。粉末是重要的喷涂原材料，除电弧喷涂外，其余的喷涂技术均可以粉末作为原材料。

粉末的品质决定了涂层的质量，包括粉末的粒度分布、流动性、氧含量等因素。其中，粉末粒度的选择直接影响到喷枪的使用性能和涂层的质量。粉末粒度过细时，容易造成喷嘴的堵塞和粉末的蒸发；粉末粒度过粗时，会造成粉末的熔化不均匀，涂层中的夹生粉末增多，影响涂层的质量。氧含量是影响粉末纯净度的重要指标，粉末表面氧含量高，会在粉末表面形成氧化膜，影响与基体的结合性能。而粉末的流动性则影响了送粉的均匀性。目前，钴基合金粉末通常采用气雾化工艺制备，气雾化法制备的粉末粒度分布较宽，且含有较多的空心粉、粘接粉，且流动性较差，氧含量偏高，粉末品质限制了合金涂层的性能。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种采用SS-PREP 钴基合金粉末的等离子喷涂方法，采用高品质、超纯净的SS-PREP粉末作为原材料，从而制备具有良好结合性能的涂层。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种采用SS-PREP 钴基合金粉末的等离子喷涂方法，包括以下步骤：

1）采用采用SS-PREP工艺制备钴基合金粉末，钴基合金粉末的粒径为5～200μm；

2）采用等离子喷涂设备进行成形，喷涂功率2～50kW，喷涂距离10～200mm，送粉量20～100L/min。

所述的SS-PREP 钴基合金粉末粒度为15～150μm，球形度＞98%，霍尔流速<14s/50g，松装比≥60%。

本发明的有益效果在于：

与现有技术相比，钴基合金具有良好的高温性能、耐磨性、耐蚀性，是重要的喷涂材料，用途及其广泛，常用于航空、汽车、高温化工工业等领域，典型的种类包括Stellite、Tribaloy等系列。而本发明采用的SS-PREP（用超高转速等离子旋转电极制粉工艺）技术可以很好的解决以上问题。而SS-PREP工艺在以上方面具有较大的优势。近年来，随着超高速等离子旋转电极制粉（SS-PREP）的技术突破，使得PREP 钴基合金粉末在喷涂领域的应用成为可能。相对于其他制粉工艺，SS-PREP工艺实现了电极棒超高转速下制粉，可以制备超细合金粉；且通过工艺参数的调节，可以制备粒径为5～500μm的粉末。且粉末呈完美球形，不存在粘接粉、卫星粉等缺陷，因而粉末具有良好的流动性，霍尔流速约为12~14s/50g。此外，SS-PREP工艺实现了粉末制备的全流程制备在惰性气体保护下进行，保证了合金粉末的超低氧含量。因此，范围内，因此在喷涂领域，钴基合金具有极大的发展前景。

本发明使用超高速等离子旋转电极制粉工艺，实现了高等级球形、超低氧含量、良好流动性的钴基合金粉末的制备，使得喷涂用钴基合金粉末不仅仅局限在气雾化、水雾化等粉末领域，拓宽了喷涂用钴基合金粉末的种类，提升了涂层与基体的结合性能。经过SS-PREP工艺制备的钴基合金粉末，避免了粉末因粒度过大、流动性不佳而引入的粉末球磨过程，简化了喷涂的工序。