[发明专利]一种球形TiC粉的等离子体制备方法及该方法制备的球形TiC粉

说明书

本发明提供一种球形TiC粉的等离子体制备方法，包括以下步骤：1)选取粒径为40um至200um的TiC粉颗粒；2)进行等离子点火；3)点火成功后，调整控制反应容器内气压和气体流量，建立稳定的氩气‑氢气等离子体；4)氩气携带TiC粉颗粒进入等离子体，制得熔融的TiC液滴；5)熔融的TiC液滴冷却固化，即制得球形TiC粉。本发明还提供了一种由上述制备方法制备的球形TiC。本发明提供了一种TiC粉球化率高、制过程中不易汽化且不被吹散到设备内壁上，且能够有效的控制颗粒的分散性，使其不相互碰撞粘接。

技术领域

本发明涉及金属粉末制备技术领域，特别涉一种球形TiC粉的等离子体制备方法及该方法制备的球形TiC粉。

背景技术

TiC熔点高、碗度高、化学稳定性好，主要用来制造金属陶瓷，耐热合金和硬质合金。还可以用碳化TiC来制备的复相复合料在机械加工、冶金矿产、航天领域、聚变堆等领域有着广泛的应用。

在粉末冶金领域，球形TiC由于其流动性好，粒度分布均匀，使得在进行复合混料且涂层等领域有很大的开发和应用。目前球形碳化TiC粉末的制备方法还是以传统工艺为主，但是其杂质多，球化率较低。

射频等离子粉体球化技术具有温度高、污染少、气氛可调可控，操作简单等优点。由于TiC粉熔点高，但是质量氢，在一般射频等离子技术时为了确保等离子体炬的起弧和稳定，其中气和边气流量较大，导致粉末在熔融时会出现严重的汽化现象且被大量的吹散，附着在腔壁和细粉末收集罐中，使其收率得很低，且多次生产之后，会有大量的粉末粘接在等离子体炬上，导致功率的不稳定，粘在墙壁上，导致冷却效果和传热效果严重下降，损坏设备。

为此，需要提供一种球化率高、制备过程中不易汽化且不被吹散到设备内壁上的球形TiC粉的制备方法。

发明内容

为解决是上述技术问题，本发明是这样实现的：

一种球形TiC粉的等离子体制备方法，包括以下步骤：

1)选取粒径为40um至200um的TiC粉颗粒；

2)进行等离子点火；

3)点火成功后，调整控制反应容器内气压和气体流量，建立稳定的氩气-氢气等离子体，使得TiC粉颗粒熔融时不会出现汽化且不被吹散到设备内壁上；

4)氩气携带TiC粉颗粒进入等离子体，制得熔融的TiC液滴；

5)熔融的TiC液滴冷却固化，即制得球形TiC粉。

优选地，步骤2)等离子点火的操作参数为：栅流控制在0.2A至0.3A；中气氩气流量为5L/min至40L/min；边气氩气流量为20L/min至80L/min。

本发明边气是氢气和氩气两种气体，两者综合作用维持等离子体炬，而且氢气有传热的作用，达到更好的制备效果。

优选地，步骤3)所述的用于熔融TiC粉颗粒的等离子体射频功率为5KW至40KW。

优选地，步骤3)调整控制反应容器内气压和气体流量具体包括：将反应容器内气压调为5psia至20psia，中气氩气流量调为5L/min至20L/min，边气氩气流量调为20L/min至40L/min，边气氢气流量为0L/min至30L/min。

优选地，步骤4)携带TiC粉颗粒所用氩气的流量为1L/min至11L/min。

优选地，步骤4)TiC粉颗粒进入等离子体的加料速率为1kg/h至10kg/h。

优选地，步骤5)熔融的TiC液滴在冷却仓中冷却固化，冷却仓为通循环水进行冷却的设备或者装置。

优选地，所述的冷却仓为熔融的TiC液滴提供50℃至80℃的温度环境。