全文摘要
本发明涉及一种石榴型钨合金粉末及其制备方法与应用，属于材料技术领域。该石榴型钨合金粉末由多个由铜或镍或镍铁包覆钨粉形成的壳核结构组成。石榴型钨合金粉末中含有70‑98wt％的钨粉以及2‑30wt％的铜或镍或镍铁，钨粉的粒径为500nm‑5μm，铜或镍或镍铁的粒径为100nm‑2μm。该石榴型钨合金粉末具有较高的球形度，堆积密度较高，钨、铜或镍或镍铁的分布均匀性好。制备方法包括：采用化学镀方法于钨粉表面包覆铜或镍或镍铁，随后进行喷雾造粒以及流化床焙烧还原。该方法操作简单易行，高效快捷，利于得到性能优异的石榴型钨合金粉末。由此制得的石榴型钨合金粉末可用于金属增材制造、金属粉末注射成型或热喷涂等。
主设计要求
1.一种石榴型钨合金粉末的制备方法，其特征在于，所述石榴型钨合金粉末由多个由铜或镍或镍铁包覆钨粉形成的壳核结构组成；所述石榴型钨合金粉末中含有70-98wt％的钨粉以及2-30wt％的铜或镍或镍铁，所述钨粉的粒径为500nm-5μm，所述铜或所述镍或所述镍铁的粒径为100nm-2μm；制备方法包括以下步骤：采用化学镀方法于钨粉表面包覆铜或镍或镍铁，得到铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体，随后进行喷雾造粒以及流化床焙烧还原；喷雾造粒包括：混合粘结剂溶液与所述铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体，得到黑色浆料；随后进行喷雾干燥，得到含有粘结剂的所述铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体；所述粘结剂包括直链淀粉或支链淀粉、壳聚糖或PVA。
设计方案
1.一种石榴型钨合金粉末的制备方法，其特征在于，所述石榴型钨合金粉末由多个由铜或镍或镍铁包覆钨粉形成的壳核结构组成；所述石榴型钨合金粉末中含有70-98wt％的钨粉以及2-30wt％的铜或镍或镍铁，所述钨粉的粒径为500nm-5μm，所述铜或所述镍或所述镍铁的粒径为100nm-2μm；制备方法包括以下步骤：采用化学镀方法于钨粉表面包覆铜或镍或镍铁，得到铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体，随后进行喷雾造粒以及流化床焙烧还原；
喷雾造粒包括：混合粘结剂溶液与所述铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体，得到黑色浆料；随后进行喷雾干燥，得到含有粘结剂的所述铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体；
所述粘结剂包括直链淀粉或支链淀粉、壳聚糖或PVA。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石榴型钨合金粉末的球形度不低于80％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石榴型钨合金粉末的堆积密度为3.6-4.8g\/cm3<\/sup>。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述石榴型钨合金粉末的氧含量为614-1724ppm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，化学镀包括：加热含硫酸铜或含硫酸镍或含硫酸镍与硫酸亚铁铵的悬浊液，随后加入所述钨粉和次亚磷酸钠溶液，反应45-90min，去除上层溶液，得到所述铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体；
所述悬浊液的制备方法包括：混合硫酸铜溶液及柠檬酸钠溶液，或混合硫酸镍溶液及柠檬酸钠溶液，或混合硫酸镍溶液、硫酸亚铁铵溶液、柠檬酸钠溶液及酒石酸钾钠溶液，用氨水调节pH值至10-14，随后加入十二烷基硫酸钠，得到含硫酸铜或含硫酸镍或含硫酸镍与硫酸亚铁铵的所述悬浊液。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述硫酸铜溶液中硫酸铜的质量为所述石榴型钨合金粉末中铜的质量的3.5-4倍，或所述硫酸镍溶液中硫酸镍的质量为所述石榴型钨合金粉末中镍的质量的4-5倍。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸钠溶液的质量为所述硫酸铜溶液的质量或硫酸镍溶液的质量的1\/3-2\/3，所述柠檬酸钠溶液的浓度为20-60g\/L。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述次亚磷酸钠溶液中次亚磷酸钠与所述悬浊液中硫酸铜\/硫酸镍的摩尔比为1:1-1:1.5。
9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体的粒径为1-6μm。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，加热温度为65-80℃。
11.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，钨粉在加入所述悬浊液之前，包括进行如下前处理：将所述钨粉依次于NaOH溶液和HCl溶液中浸泡4-6min，去除所述NaOH溶液和所述HCl溶液后用去离子水清洗所述钨粉。
12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，含有所述粘结剂的所述铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体的粒径为10-75μm。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂在所述粘结剂溶液中的质量百分数为1-5％，所述粘结剂溶液中的溶剂与所述铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体的质量比为0.5-3:1。
14.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，喷雾干燥条件包括：喷雾干燥塔的进料速率为10-100ml\/min，入口温度为100-250℃，电机转速为1000-5000r\/min。
15.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，流化床焙烧还原包括：于400-500℃的条件下第一次焙烧0.5-1h，随后于500-600℃的条件下第二次焙烧0.5-1.5h。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，第一次焙烧通入流量为800-2000ml氩气作为载气，第二次焙烧通入500-1500ml氩气和氢气的混合气作为载气。
设计说明书
技术领域
本发明属于材料技术领域，且特别涉及一种石榴型钨合金粉末及其制备方法与应用。
背景技术
钨合金是以钨为基体加入其它元素组成的合金，由于其优异特性在大量领域得到了广泛应用。钨铜合金及钨基高密度合金一般通过粉末冶金方法制备，然而粉末冶金方法制备材料会受到零件形状限制。
当前选区激光融化技术所使用钨合金粉体一般采用混粉法和球磨法制备。前者存在铜粉团聚现象严重、粉体混合不均匀等问题，导致后续选区激光融化制备钨合金组织不均匀，后者存在易引入杂质和流动性差等问题，不能够很好地满足选区激光融化技术对原始粉末的要求。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种石榴型钨合金粉末，该石榴型钨合金粉末具有较高的球形度，堆积密度较高，钨、铜或镍或镍铁的分布均匀性好，并且，组成石榴型钨合金粉末的钨粉初始粒径较细，有利于制备细晶钨合金材料。
本发明的目的之二在于提供一种上述石榴型钨合金粉末的制备方法，该方法操作简单易行，高效快捷，利于得到性能优异的石榴型钨合金粉末。
本发明的目的之三在于提供一种上述石榴型钨合金粉末的应用，例如可用于金属增材制造、金属粉末注射成型或热喷涂。本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种石榴型钨合金粉末，该石榴型钨合金粉末由多个由铜或镍或镍铁包覆钨粉形成的壳核结构组成。石榴型钨合金粉末中含有70-98wt％的钨粉以及2-30wt％的铜或镍或镍铁，钨粉的粒径为500nm-5μm，铜或镍或镍铁的粒径为100nm-2μm。
优选地，石榴型钨合金粉末的球形度不低于80％。
优选地，石榴型钨合金粉末的堆积密度为3.6-4.8g\/cm3<\/sup>。
优选地，石榴型钨合金粉末的氧含量为614-1724ppm。
本发明还提出一种上述石榴型钨合金粉末的制备方法，包括以下步骤：采用化学镀方法于钨粉表面包覆铜或镍或镍铁，得到铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体，随后进行喷雾造粒以及流化床焙烧还原。
本发明还提出一种上述石榴型钨合金粉末的应用，例如可以将其用于金属增材制造、金属粉末注射成型或热喷涂等。
本申请提供的石榴型钨合金粉末及其制备方法与应用的有益效果包括：
本申请提供的石榴型钨合金粉末具有较高的球形度，堆积密度较高，钨、铜或镍或镍铁的分布均匀性好，并且，组成石榴型钨合金粉末的钨粉初始粒径较细，有利于制备细晶钨合金材料。其制备方法操作简单易行，高效快捷，利于得到性能优异的石榴型钨合金粉末。由此制得的石榴型钨合金粉末可用于金属增材制造、金属粉末注射成型或热喷涂等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例1中原料钨粉的扫描电镜图；
图2为本申请实施例1中铜包覆钨复合粉体的扫描电镜背散射图；
图3为本申请实施例1中铜包覆钨复合粉体的XRD衍射图；
图4为本申请实施例1中石榴型钨铜复合粉末的扫描电镜图；
图5为本申请实施例1中石榴型钨铜复合粉末的扫描电镜背散射图；
图6为本申请实施例2中镍包覆钨复合粉体的扫描电镜图；
图7为本申请实施例2中石榴型钨镍复合粉末的扫描电镜图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的石榴型钨合金粉末及其制备方法与应用进行具体说明。
本申请提供的石榴型钨合金粉末由多个由铜或镍或镍铁包覆钨粉形成的壳核结构组成，也即是说壳核结构可以是由铜包覆钨粉形成，也可以是由镍包覆钨粉形成，也可以由镍铁包覆钨粉形成。
本申请中，石榴型钨合金粉末中含有70-98wt％的钨粉以及2-30wt％的铜或镍或镍铁。作为可选地，钨粉的含量可以为70wt％、72wt％、75wt％、78wt％、80wt％、82wt％、85wt％、88wt％、90wt％、92wt％、95wt％或98wt％，也可以为70-98wt％范围内的任一其它质量百分数。作为可选地，铜或镍或镍铁的含量可以为2wt％、5wt％、8wt％、10wt％、12wt％、15wt％、18wt％、20wt％、22wt％、25wt％、28wt％或30wt％，也可以为2-30wt％范围内的任一其它质量百分数。
在一些实施方式中，钨粉的粒径可以为500nm-5μm，如500nm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm或5μm等，也可以为500nm-5μm范围内的任一其它粒径值。
在一些实施方式中，铜或镍或镍铁的粒径可以为100nm-2μm，如100nm、500nm、1μm、1.5μm或2μm等，也可以为100nm-2μm范围内的任一其它粒径值。
通过将钨粉以及铜或镍或镍铁的粒径均控制在较小范围内，一方面能够避免较大粒径钨粉导致制备材料晶粒粗大，另一方面能够有利于喷雾干燥过程中只有水分的蒸发，从而解决现有技术中出现粉体空心的问题。
优选地，本申请所提供的石榴型钨合金粉末的球形度不低于80％。优选地，本申请所提供的石榴型钨合金粉末的堆积密度为3.6-4.8g\/cm3<\/sup>，有利于提高所制备的钨合金材料的致密度。优选地，石榴型钨合金粉末的氧含量为614-1724ppm，该范围内的氧含量较低，有利于提高钨合金材料的导电性。
承上，上述石榴型钨合金粉末形貌为近球形形貌，球形度较高，能够保证打印过程中良好的铺粉效果和较高的堆积密度，有利于选区激光熔化制备性能优异的钨基合金。通过先将铜或镍或镍铁包覆钨粉形成壳核包覆结构，能够有效改善铜粉或镍粉或镍铁粉混合不均匀团聚问题，得到钨铜或钨镍或钨镍铁均匀分布的复合粉体。
进一步地，本申请还提供了一种上述石榴型钨合金粉末的制备方法，例如可以包括以下步骤：采用化学镀方法于钨粉表面包覆铜或镍或镍铁，得到铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体，随后进行喷雾造粒以及流化床焙烧还原。
其中，化学镀例如可以包括：加热含硫酸铜或含硫酸镍或含硫酸镍与硫酸亚铁铵的悬浊液，随后加入钨粉和次亚磷酸钠溶液，反应45-90min，去除上层溶液，得到铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体。
作为参考地，悬浊液的制备方法例如可以包括：混合硫酸铜溶液及柠檬酸钠溶液，或混合硫酸镍溶液及柠檬酸钠溶液，或混合硫酸镍溶液、硫酸亚铁铵溶液、柠檬酸钠溶液及酒石酸钾钠溶液，用氨水调节pH值至10-14，随后加入十二烷基硫酸钠，得到含硫酸铜或含硫酸镍或含硫酸镍与硫酸亚铁铵的悬浊液。
作为列举的，含硫酸铜或含硫酸镍的悬浊液可以是先将柠檬酸钠溶于去离子水中，然后将硫酸铜或硫酸镍溶液在机械搅拌的条件下缓慢加入至柠檬酸钠溶液中，分别得到淡蓝色悬浊液或浅绿色悬浊液(硫酸铜对应淡蓝色悬浊液，硫酸镍对应浅绿色悬浊液)。随后在搅拌条件下将氨水加入至上述淡蓝色悬浊液或浅绿色悬浊液中，使溶液对应变为深蓝色或深绿色，再加入十二烷基硫酸钠。
其中，硫酸铜溶液中硫酸铜的质量可以控制为石榴型钨合金粉末中铜的质量的3.5-4倍；或者硫酸镍溶液中硫酸镍的质量可以控制为石榴型钨合金粉末中镍的质量的4-5倍。值得说明的是，硫酸铜溶液中的溶质为五水硫酸铜，硫酸镍溶液中的溶质为六水合硫酸镍。
柠檬酸钠溶液的质量可以为硫酸铜溶液的质量或硫酸镍溶液的质量的1\/3-2\/3，柠檬酸钠溶液的浓度可以为20-60g\/L。柠檬酸钠的作用主要用于稳定硫酸铜溶液或硫酸镍溶液，避免硫酸铜溶液或硫酸镍溶液形成沉淀。
氨水的加入量可通过控制溶液体系的pH值为10-14来确定。作为可选地，十二烷基硫酸钠的浓度可以为0.01-0.03mol\/L，其作用主要是使各溶质分散均匀。
在一些实施方式中，含硫酸铜或含硫酸镍或含硫酸镍与硫酸亚铁铵的悬浊液可以是在65-80℃的条件下加热，然后例如可以在机械搅拌机不断搅拌的条件下，加入钨粉以及缓慢滴入次亚磷酸钠溶液。
值得说明的是，之所以不将钨粉、次亚磷酸钠溶液以及悬浊液先混合，然后共同加热以避免经次亚磷酸钠溶液还原出的游离铜不能有效地包覆于钨粉表面。
在一些优选的实施方式中，钨粉在加入悬浊液之前，还可包括进行如下前处理：将钨粉依次于NaOH溶液和HCl溶液中浸泡4-6min，去除NaOH溶液和HCl溶液后用去离子水清洗钨粉。其中，NaOH溶液的浓度可以为18-22g\/L，HCl的浓度可以为18-22vol％。通过前处理可除去钨粉原料表面的杂质，以利于铜粉或镍粉或镍铁粉对其包覆。
作为可选地，次亚磷酸钠溶液中次亚磷酸钠与悬浊液中硫酸铜\/硫酸镍的摩尔比可以为1:1-1:1.5，如1:1、1:2或1:5等。次亚磷酸钠溶液的作用主要是还原出硫酸铜中的铜，使其包覆于钨粉表面。
进一步地，可将除去上层溶液后得到的铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉分别采用去离子水和乙醇超声反复清洗多次。
本申请中，通过化学镀处理后所得到的铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体的粒径为1-6μm。
进一步地，喷雾造粒可以包括：混合粘结剂溶液与铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体，得到黑色浆料；随后进行喷雾干燥，得到含有粘结剂的铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体。
作为可选地，上述粘结剂可以包括直链淀粉或支链淀粉、壳聚糖或PVA。粘结剂在粘结剂溶液中的质量百分数可以为1-5％，粘结剂溶液中的溶剂与铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体的质量比可以为0.5-3:1。
上述黑色浆料通过离心式喷雾干燥塔进行造粒，喷雾干燥条件包括：喷雾干燥塔的进料速率为10-100ml\/min(如10ml\/min、20ml\/min、50ml\/min、80ml\/min或100ml\/min)，入口温度为100-250℃(如100℃、150℃、200℃或250℃)，电机转速为1000-5000r\/min(如1000r\/min、1500r\/min、2000r\/min、2500r\/min、3000r\/min、3500r\/min、4000r\/min、4500r\/min或5000r\/min)。
本申请中，通过喷雾造粒后所得到的含有粘结剂的铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体的粒径为10-75μm，形貌为近球形。
值得说明的是，发明人发现，若采用钨粉和铜(镍或镍铁)粉混合制成浆料直接喷雾造粒，由于钨铜密度差异较大导致钨粉和铜(镍或镍铁)粉的分离，无法得到钨铜(镍或镍铁)均匀分布的复合粉体，同时，传统喷雾造粒制备的钨铜粉体，浆料由偏钨酸铵和硝酸铜溶液配置，液相在蒸发凝固结晶过程中会形成空心粉体，导致最后烧结成型材料孔隙率较高。本申请提供的喷雾造粒的浆料为小粒径铜包覆钨粉，在喷雾造粒过程中只有水分的蒸发，有效解决了现有技术中粉体空心的问题。
进一步地，流化床焙烧还原包括：于400-500℃的条件下第一次焙烧0.5-1h，随后于500-600℃的条件下第二次焙烧0.5-1.5h。优选地，第一次焙烧通入流量为800-2000ml氩气作为载气将复合粉体进行流化，第二次焙烧通入500-1500ml氩气和氢气的混合气将复合粉体进行流化。
通过第一次焙烧以使含有粘结剂的铜\/镍\/镍铁包覆钨复合粉体中的粘结剂完全分解，通过第二次焙烧氢气还原以得到低氧含量的石榴型钨合金粉末。流态床焙烧还原工艺具有高效、高传质传热的特点，同时能够防止石榴型钨合金粉末在高温条件下发生粘结。
承上，通过上述制备方法能够制得具有较高的球形度、高堆积密度以及钨铜(镍或镍铁)均匀分布的石榴型钨合金粉末，粉末流动性高，在金属增材制造中有利于制备得到亚微米\/微米级晶粒的钨合金材料。
此外，本申请还提供了一种上述石榴型钨合金粉末的应用，例如可将其用于金属增材制造、金属粉末注射成型或热喷涂等。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
称取50g平均粒径为1μm钨粉(原料钨粉的扫描电镜图如图1所示)，依次用20g\/L的NaOH和20vol％的HCl浸泡5分钟，然后去除NaOH溶液和HCl溶液并用去离子水清洗钨粉。
称取35g五水硫酸铜，并用去离子水溶解。称取25g柠檬酸钠，用去离子水溶解，然后将硫酸铜溶液在机械搅拌的条件下缓慢地加入到柠檬酸钠溶液中，控制溶液中柠檬酸钠的浓度为30g\/L，得到淡蓝色悬浊液。
将25vol％氨水加入到淡蓝色悬浊液中，并调节pH值为11，同时加入2ml浓度为0.01mol\/L的十二烷基硫酸钠溶液和1g六水合硫酸镍，得到深蓝色悬浊液。将深蓝色悬浊液在恒温水浴锅中搅拌加热至70℃，同时加入清洗后的钨粉，并用恒压漏斗将用去离子溶解20g次亚磷酸钠的溶液缓慢滴入反应。当反应进行1h后，得到平均粒径为2μm铜包覆钨复合粉体，分别采用去离子水和乙醇超声反复清洗钨基复合粉体3次。其中，该铜包覆钨复合粉体的扫描电镜背散射图如图2所示，图2中亮色为钨颗粒，浅色为铜包覆钨颗粒；该铜包覆钨复合粉体的XRD衍射图谱如图3所示。
取100ml去离子水，并缓慢加入2.5g淀粉搅拌加热至完全溶解，然后加入铜包覆钨复合粉体形成黑色浆料，继续搅拌30min。将浆料通过离心式喷雾干燥塔进行造粒，其中喷雾干燥塔的进料速率为20ml\/min，入口温度200℃，电机转速2000r\/min。将造粒后得到的石榴型钨铜复合粉体通过流化床在500℃、氩气流量为1200ml\/min的条件下第一次焙烧1h，然后继续在600℃的通入流量为1000ml\/min氢气和氩气混合气(氢气体积分数为50％)的条件下第二次焙烧还原1h，得到低氧含量的石榴型钨铜复合粉末。该石榴型钨铜复合粉末的扫描电镜图如图4所示，扫描电镜背散射图(局部放大区域)如图5所示。
检测结果表明，上述石榴型钨铜复合粉末中铜含量为15.46wt.％，氧含量为1724ppm，形貌为近球形，平均粒径为50μm。上述石榴型钨铜复合粉末中铜的粒径为1253nm。
实施例2
称取60g平均粒径为3μm钨粉，依次用20g\/L的NaOH和20vol％的HCl浸泡5分钟，然后去除NaOH溶液和HCl溶液并用去离子水清洗钨粉。
称取30g六水合硫酸镍，并用去离子水溶解。称取20g柠檬酸钠，用去离子水溶解，然后将硫酸镍溶液在机械搅拌的条件下缓慢地加入到柠檬酸钠溶液中，控制溶液中柠檬酸钠的浓度为20g\/L，得到浅绿色溶液。
将25vol％氨水加入到浅绿色溶液中，并调节pH值为12，同时加入2ml浓度为0.01mol\/L的十二烷基硫酸钠，得到深绿色悬浊液。将深绿色悬浊液在恒温水浴锅中搅拌加热至80℃，同时加入清洗后的钨粉，并用恒压漏斗将用去离子溶解20g次亚磷酸钠的溶液缓慢滴入反应。当反应进行1h后，得到平均粒径为4μm镍包覆钨复合粉体，分别采用去离子水和乙醇超声反复清洗镍包覆钨复合粉体3次。其中，该镍包覆钨复合粉体的扫描电镜图如图6所示。
取80ml去离子水，并缓慢加入2g壳聚糖搅拌加热至完全溶解，然后加入镍包覆钨复合粉体形成黑色浆料，继续搅拌30min。将浆料通过离心式喷雾干燥塔进行造粒，其中喷雾干燥塔的进料速率为15ml\/min，入口温度150℃，电机转速3000r\/min。将造粒后得到的石榴型钨铜复合粉体通过流化床在450℃、氩气流量为1500ml\/min的条件下第一次焙烧1h，然后继续在550℃的通入流量为1500ml\/min氢气和氩气混合气(氢气体积分数为70％)的条件下第二次焙烧还原1h，得到低氧含量的石榴型钨镍复合粉末。该石榴型钨镍复合粉末的扫描电镜图如图7所示。
检测结果表明，石榴型钨镍复合粉末中镍含量为9.81wt.％，氧含量为614ppm，形貌为近球形，平均粒径27μm。上述石榴型钨镍复合粉末中镍的粒径为876nm。
实施例3
称取50g平均粒径为3μm钨粉，依次用20g\/L的NaOH和20vol％的HCl浸泡5分钟，然后去除NaOH溶液和HCl溶液并用去离子水清洗钨粉。
称取40g五水硫酸铜，并用去离子水溶解。称取30g柠檬酸钠，用去离子水溶解，然后将硫酸铜溶液在机械搅拌的条件下缓慢地加入到柠檬酸钠溶液中，控制溶液中柠檬酸钠的浓度为30g\/L，得到淡蓝色悬浊液。
将25vol％氨水加入到淡蓝色悬浊液中，并调节pH值为12，同时加入2ml浓度为0.01mol\/L的十二烷基硫酸钠溶液和2g六水合硫酸镍，得到深蓝色悬浊液。将深蓝色悬浊液在恒温水浴锅中搅拌加热至70℃，同时加入清洗后的钨粉，并用恒压漏斗将用去离子溶解30g次亚磷酸钠的溶液缓慢滴入反应。当反应进行1h后，得到平均粒径为5μm铜包覆钨复合粉体，分别采用去离子水和乙醇超声反复清洗钨基复合粉体3次。
取70ml去离子水，并缓慢加入2.8g聚乙二醇(PVA)搅拌加热至完全溶解，然后加入铜包覆钨复合粉体形成黑色浆料，继续搅拌30min。将浆料通过离心式喷雾干燥塔进行造粒，其中喷雾干燥塔的进料速率为30ml\/min，入口温度150℃，电机转速1000r\/min。将造粒后得到的石榴型钨铜复合粉体在通过流化床在400℃、氩气流量为800ml\/min的条件下第一次焙烧0.5h，然后继续在500℃的通入流量为500ml\/min氢气和氩气混合气(氢气体积分数为60％)的条件下第二次焙烧还原0.5h，得到低氧含量的石榴型钨铜复合粉末。
检测结果表明，石榴型钨铜复合粉末中铜含量为20.13wt.％，氧含量为1547ppm，形貌为近球形，平均粒径41μm。上述石榴型钨镍复合粉末中镍的粒径为1692nm。
实施例4
称取50g平均粒径为2μm钨粉，依次用20g\/L的NaOH和20vol％的HCl浸泡5分钟，然后去除NaOH溶液和HCl溶液并用去离子水清洗钨粉。
称取40g六水合硫酸镍和15g六水合硫酸亚铁铵，分别用去离子水溶解。称取25g柠檬酸钠和10g酒石酸钾钠，并用去离子水溶解，然后将硫酸镍溶液和硫酸亚铁铵溶液在机械搅拌的条件下缓慢地加入到柠檬酸钠和酒石酸钾钠混合溶液中，控制溶液中柠檬酸钠的浓度为20g\/L，得到浅绿色溶液。
将25vol％氨水加入到浅绿色溶液中，并调节pH值为10，同时加入2ml浓度为0.01mol\/L的十二烷基硫酸钠，得到深绿色悬浊液。将深绿色悬浊液在恒温水浴锅中搅拌加热至75℃，同时加入清洗后的钨粉，并用恒压漏斗将用去离子溶解25g次亚磷酸钠的溶液缓慢滴入反应。当反应进行1h后，得到平均粒径为3μm镍铁包覆钨复合粉体(包覆层为镍铁合金)，分别采用去离子水和乙醇超声反复清洗镍包覆钨复合粉体3次。
取60ml去离子水，并缓慢加入2g马铃薯淀粉中搅拌加热至完全溶解，然后加入镍铁包覆钨复合粉体形成黑色浆料，继续搅拌30min。将浆料通过离心式喷雾干燥塔进行造粒，其中喷雾干燥塔的进料速率为10ml\/min，入口温度130℃，电机转速1500r\/min。将造粒后得到的石榴型钨镍铁复合粉体通过流化床在500℃、氩气流量为2000ml\/min的条件下第一次焙烧0.8h，然后继续在550℃的通入流量为900ml\/min氢气和氩气混合气(氢气体积分数为50％)的条件下第二次焙烧还原1.5h，得到低氧含量的石榴型钨镍铁合金粉末。
检测结果表明，石榴型钨镍铁合金粉末中镍含量为14.25wt.％，铁含量为3.07wt.％，钨镍铁合金粉末的氧含量为2123ppm，形貌为近球形，平均粒径35μm。上述石榴型钨镍铁合金粉末中镍、铁的粒径为672nm。
综上所述，本申请提供的石榴型钨合金粉末具有较高的球形度，堆积密度较高，钨、铜或镍的分布均匀性好。其制备方法操作简单易行，高效快捷，利于得到性能优异的石榴型钨合金粉末。由此制得的石榴型钨合金粉末可用于金属增材制造、金属粉末注射成型或热喷涂等。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201910015133.9
申请日:2019-01-07
公开号:CN109454229A
公开日:2019-03-12
国家:CN
国家/省市:81(广州)
授权编号:CN109454229B
授权时间:20191210
主分类号:B22F1/02
专利分类号:B22F1/02;B22F3/105;B22F3/22;B22F9/08;C22C1/04;C22C27/04;C23C4/08;C23C18/36;C23C18/40;C23C18/50
范畴分类:25D;
申请人:广东省材料与加工研究所
第一申请人:广东省材料与加工研究所
申请人地址:510000 广东省广州市天河区长兴路363号
发明人:谭冲;刘辛;雷超
第一发明人:谭冲
当前权利人:广东省材料与加工研究所
代理人:李青
代理机构:11371
代理机构编号:北京超凡志成知识产权代理事务所（普通合伙）
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计