球形碳化鎢粉末的超高溫霧化制備技術(shù)及機(jī)理研究.pdf

1、熱噴涂技術(shù)是表面工程的關(guān)鍵技術(shù)之一，為世界各國研究和開發(fā)的熱點?，F(xiàn)用的熱噴涂碳化鎢粉末通常采用鑄造方法生產(chǎn)，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(shù)的關(guān)鍵課題。 以實現(xiàn)碳化鎢表面強(qiáng)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(shè)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(jī)理進(jìn)行了深入探討，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。采用本文的研究成果實現(xiàn)了工程化生產(chǎn)，并取得良好的應(yīng)用效果。 研究得到以下主要結(jié)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(shè)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(chǎn)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(qū)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(nèi)部為細(xì)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(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水平。經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)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(jìn)行了分析和計算，建立了霧化過程不穩(wěn)定性數(shù)學(xué)模型，較好地闡述了其基本規(guī)律。