專利名稱：一種制取粗鉬粉的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鉬粉的制備方法，特別涉及一種預(yù)壓制粒制取粗顆粒鉬粉的方法。
背景技術(shù)：
眾所周知，除少數(shù)貴金屬外，金屬材料會與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)而遭受腐蝕。此外，金屬表面受各種機(jī)械作用而引起的磨損也極為嚴(yán)重。因此，發(fā)展金屬表面防護(hù)和強(qiáng)化技術(shù)，是各國普遍關(guān)心的重大課題。鉬以其優(yōu)良的耐磨性、抗腐蝕性和抗拉傷性能等而廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代汽車工業(yè)中。直接采用鉬制造這類零部件價格昂貴，而在工程材料表面上制備鉬系涂層，既滿足了性能要求，又降低了成本。在汽車工業(yè)發(fā)展過程中，有許多型號的涂層被用來提高變速器同步環(huán)、內(nèi)燃機(jī)活塞環(huán)的耐磨性能，鉬系涂層就是被廣泛應(yīng)用的涂層之一。鉬系涂層的制備在我國部分企業(yè)一直沿用火焰噴涂的方法。鉬絲火焰噴涂設(shè)備簡單，但沉積顆尺寸不一，氧化燒損嚴(yán)重，涂層疏松且因鉬絲加工而成本高昂，嚴(yán)重制約其廣泛應(yīng)用。近年來，用鉬粉作原料的等離子噴涂方法隨著嘖涂設(shè)備、噴涂粉末生產(chǎn)技術(shù)的改進(jìn)得以推廣。鉬粉成本僅為鉬絲的50%左右，為滿足不同的性能要求，可方便地在鉬粉中添加各種合金元素，以形成所期望的涂層。等離子噴涂鉬涂層的工藝特點(diǎn)要求噴涂鉬粉粒度較粗(超過10 μ m)、有適當(dāng)?shù)牧６确植挤秶土己玫牧鲃有?。普通鉬粉粒度較小且分布寬、流動性差，不能滿足等離子噴涂工藝和涂層性能要求。同時，為使涂層具備特定的性能，還須對噴涂鉬粉的化學(xué)成分進(jìn)行嚴(yán)格控制，如鉬粉中的氧、碳、氮含量等雜質(zhì)將對涂層的硬度、耐磨性等起重作用。影響鉬粉顆粒度的工藝因素，可以用下列關(guān)系式表示d = f (Τ, ΔΤ, h, Q, t)式中；d為粉末粒度；T為還原溫度；ΔΤ為溫度梯度；h為舟皿內(nèi)料層厚度；Q為氫氣流量；t為還原時間。還原溫度越高、鉬粉粒度越大、料層厚度越大、氫氣滲入和水蒸氣逸出將越困難， 實(shí)際上相當(dāng)于增加了水蒸氣的分壓，促進(jìn)鉬粉末揮發(fā)——沉積長大，使顆粒變粗；氫氣流量越大，水蒸氣逸出速度加快，則鉬粉粒度越細(xì)。還原時間長，鉬粉末反復(fù)氧化-還原長大、聚集再結(jié)晶長大的幾率就大，鉬粉末顆粒就越大。上述工藝因素對鉬粉顆粒長大的貢獻(xiàn)是有限的，尤其是粒度大于20 μ m的鉬粉是無法用上述方式獲得。目前，為了適應(yīng)等離子噴涂鉬涂層的工藝特點(diǎn)要求，主要采用以下兩種方法制備鉬粉第一種方法是高溫?zé)Y(jié)破碎(1)選擇合適的常規(guī)鉬粉。鉬粉的粒度和密度適中，化學(xué)成分均勻、合格，鉬粉形貌較為規(guī)則，無過多的搭接。(2)壓坯成型。采用足夠噸位的液壓機(jī)和模具，將鉬粉壓制成坯。
(3)燒結(jié)。選擇800°C -1200°C的溫度，將壓制的鉬坯放入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)1_釙。(4)破碎和篩分。采用機(jī)械破碎的方法將經(jīng)過燒結(jié)的坯料進(jìn)行破碎并篩分。上述第一種方法因燒結(jié)后坯料較硬，機(jī)械破碎需要增加專用設(shè)備投入，設(shè)備投入較大，生產(chǎn)成本高；所制備的粉末因粉碎工序?qū)е码s質(zhì)含量較高，顆粒形貌不規(guī)則，粉末流動性能較差，嚴(yán)重影響粉末的使用性能。第二種方法是粘結(jié)制粒(1)將鉬粉與PEG、PVA和乙醇和純化水化漿配制成鉬粉料；(2)將配制的鉬粉料漿進(jìn)行噴霧干燥造粒；(3)得到的鉬粉顆粒進(jìn)行排膠、過篩、高溫?zé)Y(jié)；(4)將經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)的鉬粉在高效球磨機(jī)中球磨，過篩分級后得到噴涂鉬粉。上述第二種方法生產(chǎn)工序復(fù)雜，要配置專用設(shè)備增加投資，生產(chǎn)成本高；調(diào)漿過程中加入的PEG和PVA等物質(zhì)，燒結(jié)過程中分解出的碳、氧等雜質(zhì)難以除盡，影響粉末的使用性能；高溫?zé)Y(jié)后的料硬度大，球磨硬料會增加粗鉬粉中的雜質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中制備鉬粉的方法生產(chǎn)成本高、工藝復(fù)雜，鉬粉使用性能不佳的問題，提供一種制取粗鉬粉的方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下A、將普通鉬粉與氧化鉬(MoO3或MoO2)粉末按重量比G 0. 67) 1的比例混合，特別是G 1.5) 1的比例混合后，再按照每100克混合粉末添加細(xì)1 8ml去離子水的比例，向混合粉末中噴灑去離子水，攪拌均勻后再混合30min 60min ；B、將步驟A獲得的混合物采用等靜壓壓制成坯；C、將步驟B中所得的壓制坯經(jīng)破碎后篩選得到(-20目，+180目)預(yù)制粉末；D、將步驟C中所得的預(yù)制粉末進(jìn)行氫氣還原，還原溫度為750°C 970°C ；還原時間為IOh 12h，氫氣流量:20L/h 30L/h ；E、將步驟D中所得的粉末料送入球磨機(jī)，球磨機(jī)中加入瑪瑙球，球料體積比為 1. 1 2. 0，球磨30min 60min后，篩分得到所需產(chǎn)品。作為優(yōu)選方式，所述步驟B中，等靜壓壓制的壓力值為80MPa lOOMPa，保壓時間為 IOOs 120s。作為優(yōu)選方式，所述步驟C中，篩選后，+20目的篩上物返回繼續(xù)破碎，-180目的篩下物返回等靜壓壓制。 作為優(yōu)選方式，所述步驟A中，普通鉬粉的費(fèi)氏粒度為2. 1 μ m 3. 5 μ m，松裝比重為 0. 8g/cm3 1. lg/cm3 ；MoO2粉末的費(fèi)氏粒度為5. 0 μ m 7. 0 μ m，松裝比重為0. 6g/cm3 1. 2g/cm3 ；MoO3粉末的費(fèi)氏粒度為5. 7 μ m 7. 8 μ m，松裝比重為0. 7g/cm3 1. 2g/cm3。本發(fā)明方法以鉬粉和氧化鉬粉為原料，以水作為鉬粉和氧化鉬顆粒之間的潤滑劑，將三者混合，在等靜壓設(shè)備中進(jìn)行預(yù)壓制，獲得具有一定強(qiáng)度的預(yù)壓坯料。坯料經(jīng)適度破碎、篩分后，根據(jù)用戶對粗鉬粉的要求，選取(-20目，+180目)預(yù)制粒的粉末，對超出粒度范圍的過粗鉬粉進(jìn)行球磨處理，對過細(xì)的鉬粉可作為預(yù)壓制粒的原料重復(fù)使用。在現(xiàn)有鉬粉還原設(shè)備允許的條件范圍內(nèi)，在氫氣氣氛中還原成鉬粉，鉬粉經(jīng)篩分分級，可以制取滿足用戶要求的粗鉬粉(例如粒度費(fèi)氏粒度超過10 μ m,甚至高達(dá)20 μ m左右的大顆粒鉬粉)。在本發(fā)明技術(shù)方案中，添加鉬粉作為氧化鉬(如MoO3)粉末還原時揮發(fā)——沉積長大的核心，通過兩種物質(zhì)熱力學(xué)性能的不同，從而促進(jìn)氧化——還原反應(yīng)的反復(fù)進(jìn)行。雖然MoO3顆粒與Mo粉顆粒接觸區(qū)域有中間氧化物的生成，但MoO3顆粒與Mo顆粒接觸區(qū)域總向MoO3側(cè)遷移，Mo團(tuán)聚體長大。加入去離子水，預(yù)壓時作為鉬粉和三氧化鉬顆粒之間的潤滑劑，有利于預(yù)壓成坯；氫氣還原時，增大了水蒸氣的分壓，加速鉬粉與三氧化鉬界面反應(yīng)生成鉬粉的遷移，促進(jìn)鉬粉顆粒揮發(fā)——沉積長大，有利于粉末顆粒團(tuán)聚緊密。因此，鉬粉中加入一定量的MoO3,再進(jìn)行“加濕”預(yù)制粒后，通過氫氣熱處理，可得到粗鉬粉。本發(fā)明方法避免了因機(jī)械破碎或添加粘結(jié)劑從而增加所制鉬粉的雜質(zhì)含量，可制備出雜質(zhì)含量低，粒度較大的粗顆粒鉬粉。這種方法相比預(yù)燒結(jié)后破碎制備粗鉬粉的方法降低了制備難度和生產(chǎn)成本，簡化了制備過程。通過鉬粉中添加的適量的氧化鉬和去離子水(由于還原過程中的氣體交換，如果氧化鉬添加過多就會導(dǎo)致所制粉末顆粒團(tuán)疏松)，在氫氣還原與燒結(jié)過程中有利于提高鉬粉團(tuán)聚體的強(qiáng)度。通過本發(fā)明方法制備出的粉末粒度在10 μ m以上，甚至高達(dá)20 μ m左右，松裝比重大于1. 5g/cm3。


圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。實(shí)施例1 如圖1所示，一種制取粗顆粒鉬粉的方法，包括如下步驟A、將普通鉬粉=MoO3粉按重量比1.5:1比例混合后，按照去離子水/IOOg混合粉末的比例向混合粉末中噴灑去離子水，攪拌均勻后再混合60min ；B、將步驟A的混合物采用等靜壓壓制成坯，等靜壓壓制的壓力值為lOOMPa，保壓時間為IOOs ；C、將步驟B中所得的壓制坯經(jīng)破碎后篩選得到(-20目，+180目)預(yù)制粉末；篩選后，+20目的篩上物返回繼續(xù)破碎，-180目的篩下物返回等靜壓壓制。D、將步驟C中所得的預(yù)制粉末進(jìn)行氫氣還原，還原溫度為750°C ；還原時間為12h， 氫氣流量20L/h ；E、將步驟D中所得的粉末料送入球磨機(jī)，球磨機(jī)中的瑪瑙球與混合料的體積比為 2.0 1，對所制鉬粉球磨30min后，篩分得到所需產(chǎn)品費(fèi)氏粒度為14.5μπι，松裝比重為 1. 90g/cm3。實(shí)施例2 如圖1所示，一種制取粗顆粒鉬粉的方法，包括如下步驟A、將普通鉬粉與MoA粉按重量比4 1混合后，按照8ml去離子水/IOOg混合粉末的比例向混合粉末中噴灑去離子水，攪拌均勻后再混合30min ；B、將步驟A的混合物采用等靜壓壓制成坯，等靜壓壓制的壓力值為lOOMPa，保壓時間為114s ；
C、將步驟B中所得的壓制坯經(jīng)破碎后篩選得到(-20目，+180目)預(yù)制粉末；篩選后，+20目的篩上物返回繼續(xù)破碎，-180目的篩下物返回等靜壓壓制。D、將步驟C中所得的預(yù)制粉末進(jìn)行氫氣還原，還原溫度為970°C ；還原時間為10h， 氫氣流量20L/h ；E、將步驟D中所得的粉末料送入球磨機(jī)，向球磨機(jī)中加入瑪瑙球，球料體積比為 1.5 1，對所制鉬粉球磨60min后，篩分得到所需產(chǎn)品費(fèi)氏粒度為15.2μπι，松裝比重為 2. 13g/cm3。實(shí)施例3 —種制取粗顆粒鉬粉的方法，包括如下步驟A、將普通鉬粉MoO3粉按重量比4 1比例混合后，按照8ml去離子水/IOOg混合粉末的比例向混合粉末中噴灑去離子水，攪拌均勻后再混合30min ；B、將步驟A的混合物采用等靜壓壓制成坯，等靜壓壓制的壓力值為lOOMPa，保壓時間為114s ；C、將步驟B中所得的壓制坯經(jīng)破碎后篩選得到(-20目，+180目)預(yù)制粉末；篩選后，+20目的篩上物返回繼續(xù)破碎，-180目的篩下物返回等靜壓壓制。D、將步驟C中所得的預(yù)制粉末進(jìn)行氫氣還原，還原溫度為970°C;還原時間為12h， 氫氣流量20L/h ；E、將步驟D中所得的粉末料送入球磨機(jī)，球磨機(jī)中的瑪瑙球與粉末料的體積比為 1.5 1，對所制鉬粉球磨30min后，篩分得到所需產(chǎn)品費(fèi)氏粒度為22.0μπι，松裝比重為 2. 2!3g/cm3。實(shí)施例4 一種制取粗顆粒鉬粉的方法，包括如下步驟A、將普通鉬粉MoO3粉按重量比0. 67 1比例混合后，按照6ml去離子水/IOOg 混合粉末的比例向混合粉末中噴灑去離子水，攪拌均勻后再混合40min ；B、將步驟A的混合物采用等靜壓壓制成坯，等靜壓壓制的壓力值為80MPa，保壓時間為120s ；C、將步驟B中所得的壓制坯經(jīng)破碎后篩選得到(-20目，+180目)預(yù)制粉末；篩選后，+20目的篩上物返回繼續(xù)破碎，-180目的篩下物返回等靜壓壓制。D、將步驟C中所得的預(yù)制粉末進(jìn)行氫氣還原，還原溫度為970°C;還原時間為12h， 氫氣流量30L/h ；E、將步驟D中所得的粉末料送入球磨機(jī)，球磨機(jī)中的瑪瑙球與粉末料的體積比為 1.1 1，對所制鉬粉球磨30min后，篩分得到所需產(chǎn)品費(fèi)氏粒度為13.4μπι，松裝比重為 1. 7^/cm3。上述四項(xiàng)實(shí)施例中，普通鉬粉的費(fèi)氏粒度為2. 1 μ m 3. 5 μ m，松裝比重為0. Sg/ cm3 1. lg/cm3 ；MoO2粉末的費(fèi)氏粒度為5. 0 μ m 7. 0 μ m，松裝比重為0. 6g/cm3 1. 2g/ cm3。MoO3粉末的費(fèi)氏粒度為5. 7 μ m 7. 8 μ m，松裝比重為0. 7g/cm3 1. 2g/cm3。上述實(shí)施例中，球磨所用的瑪瑙球也可以根據(jù)需要采用鋼球進(jìn)行研磨。采用上述實(shí)施例的本發(fā)明方法生產(chǎn)成本低、工藝簡單，所制備的鉬粉使用性能好。本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
1.一種制取粗鉬粉的方法，其特征在于包括如下步驟A、將普通鉬粉氧化鉬粉末按重量比G 0.67) 1的比例混合后，再按照每100克混合粉末添加細(xì)1 8ml去離子水的比例，向上述混合粉末中噴灑去離子水，攪拌均勻后再混合 30min 60min ；B、將步驟A獲得的混合物經(jīng)等靜壓壓制成坯；C、將步驟B所獲得的壓制坯經(jīng)破碎后篩選，得到粉末粒度為(-20目，+180目)的預(yù)制粒粉末；D、將步驟C中所獲得的預(yù)制粒粉末進(jìn)行氫氣還原，還原溫度為750V 970°C；還原時間為IOh 12h，氫氣流量:20L/h 30L/h ；E、將步驟D所獲得的粉末料送入球磨機(jī)，向球磨機(jī)中加入瑪瑙球或鋼球，球料體積比為(1.1 2.0) 1，球磨30min 60min后，篩分得到所需粗鉬粉。
2.如權(quán)利要求1所述的制取粗鉬粉的方法，其特征在于所述步驟A替換為如下步驟 A’、將普通鉬粉氧化鉬粉末按重量比G 1.幻1的比例混合后，再按照每100克混合粉末添加細(xì)1 8ml去離子水的比例，向上述混合粉末中噴灑去離子水，攪拌均勻后再混合 30min 60min。
3.如權(quán)利要求1或2所述的制取粗鉬粉的方法，其特征在于所述氧化鉬為MoO3或 MoO2。
4.如權(quán)利要求1或2所述的制取粗鉬粉的方法，其特征在于所述步驟B中，等靜壓壓制的壓力值為80MPa lOOMPa，保壓時間為IOOs 120s。
5.如權(quán)利要求1或2所述的制取粗鉬粉的方法，其特征在于所述步驟C中，篩選后， +20目的篩上物返回繼續(xù)破碎，-180目的篩下物返回等靜壓壓制。
6.如權(quán)利要求1或2所述的制取粗鉬粉的方法，其特征在于所述普通鉬粉的費(fèi)氏粒度為2. 1 μ m 3. 5 μ m，松裝比重為0. 8g/cm3 1. lg/cm3 ； MoO2粉末的費(fèi)氏粒度為5. 0 μ m 7. 0 μ m，松裝比重為0. 6g/cm3 1. 2g/cm3 ； MoO3粉末的費(fèi)氏粒度為5. 7 μ m 7. 8 μ m，松裝比重為0. 7g/cm3 1. 2g/cm3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制取粗鉬粉的方法，將鉬粉∶氧化鉬粉末按重量比為(4～0.67)∶1的比例混合后，按照(4ml～8ml)/100g混合粉末的比例向混合粉末中噴灑去離子水，攪拌均勻后再混合30min～60min；將混合物采用等靜壓壓制成坯；壓制坯經(jīng)破碎后篩選得到(-20目，+180目)預(yù)制粉末；預(yù)制粉末進(jìn)行氫氣還原，還原溫度為750℃～970℃；還原時間為10h～12h，氫氣流量20L/h-30L/h；按照球料體積比為1.1～2.0，對所制鉬粉球磨30min～60min后，篩分得到所需產(chǎn)品。本發(fā)明方法生產(chǎn)成本低、工藝簡單，所制備的鉬粉使用性能好。
文檔編號B22F9/22GK102294490SQ201110220800
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者何慶春, 溫寧兵 申請人:成都虹波實(shí)業(yè)股份有限公司