球形碳化鎢粉末的超高溫霧化制備技術及機理研究.pdf

1、熱噴涂技術是表面工程的關鍵技術之一，為世界各國研究和開發(fā)的熱點。現(xiàn)用的熱噴涂碳化鎢粉末通常采用鑄造方法生產，粉末呈多角狀，流動性差且硬度低，難以滿足高性能熱噴涂材料的要求。研究具有良好流動性和高耐磨性的球形碳化鎢粉末成為熱噴涂技術的關鍵課題。 以實現(xiàn)碳化鎢表面強化材料的“雙高”（高流動性、高耐磨性）及工程化為目的，本研究提出“超高溫熔煉惰性氣體霧化制備球形碳化鎢”工藝思想，自行設計和制造了整套超高溫熔煉及超高溫霧化裝備，系統(tǒng)研究

2、了原料、霧化氣體、霧化壓力、熔體過熱度、熔體圓柱流等參數(shù)對制備球形碳化鎢的影響規(guī)律，同時對球形碳化鎢粉末的制備原理及超高溫霧化機理進行了深入探討，建立了相應的數(shù)學模型。采用本文的研究成果實現(xiàn)了工程化生產，并取得良好的應用效果。 研究得到以下主要結論： 1）突破常規(guī)氣體霧化在1700℃的溫度極限，系統(tǒng)研究了超高溫熔煉及超高溫霧化基本原理，自行設計和制造了整套超高溫熔煉及超高溫霧化裝備，使2700℃以上的超高溫熔體連續(xù)氣體霧

3、化成為可能，并能滿足實驗室和大規(guī)模工業(yè)生產的需要； 2）采用超高溫熔煉惰性氣體霧化工藝在2700℃以上成功制備了球形碳化鎢，并系統(tǒng)研究了霧化條件對球形碳化鎢的影響規(guī)律，得到了合適的霧化工藝條件：高純氬氣霧化、霧化溫度2850℃、霧化壓力1.2MPa、熔體圓柱流直徑10mm、圓柱流長度200mm、原料粒度15-20μm，前驅體顆粒度控制在75-175μm。 3）以鎢粉、碳黑、碳化鎢粉前軀體或多角狀碳化鎢為原料，采用超高溫熔

4、煉、惰性氣體霧化，制得的碳化鎢粉末具有外觀呈球狀、內部為細針狀共晶組織、顯微硬度3200HV、霍爾流速6.5s/50g、流動性好、耐磨性佳等優(yōu)良的綜合性能，材料質量達到國際先進水平。經現(xiàn)場應用，與傳統(tǒng)的多角狀碳化鎢比較，使用壽命成倍提高。 4）發(fā)現(xiàn)超高溫熔煉惰性氣體霧化制備球形碳化鎢的霧化過程是不穩(wěn)定，采用線性不穩(wěn)定性理論對霧化過程中熔體碎裂的不穩(wěn)定性進行了分析和計算，建立了霧化過程不穩(wěn)定性數(shù)學模型，較好地闡述了其基本規(guī)律。