[发明专利]一种球形金属粉末的制备方法

权利要求书

1.一种球形金属粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将原料装入供粉室，然后通过调速器设定送粉速率；系统启动后，先对设备进行抽真空至球化反应器中的压力为3.0psi，然后通入氩气循环清理设备3次，最后再充入氩气设备达到一定的压力；启动等离子体：开启灯丝进行预热，通入工作气体氩气并设定系统气压为4.5psi，气流稳定后接通高频电源，设定工作电压为4.5kV，待电压和电流值稳定后接通高频电源，设定工作电压为4.5kV，待电压和电流值稳定后，点火；等离子体点火成功后通入辅助气体氢气，提升等离子体功率并维持等离子体焰区稳定；等离子体稳定后，原料粉末在送粉器的作用下，随载气一起注入等离子区，粉末在穿越等离子体区的过程中被瞬间加热、熔融、汽化，熔融的液滴在下降过程中快速冷凝成球形颗粒进入收集罐；送粉结束后,关闭等离子体，向反应室内通入氩气，待粉末随炉冷却至室温后，打开收集罐收集粉末，并对产品进行真空封装保存，制得球化后的钨粉、铬粉；

步骤二、称量100g球化后的钨粉装入内径为20nm的石墨模具中，粉末与上下石墨压头之间采用厚度为0.2mm的碳纸隔开；装样结束后在模具外部套上一个厚度为10nm的石墨碳毡；将装好的模具放入烧结炉腔内，采用光学红外测温仪对准石墨模具的外壁测定实时温度，然后通过压力系统对模具施加6.4KNde压力，待真空度降低至7Pa以下时，通电烧结；

步骤三、用电子天平准确称量40g球化后的铬粉装入内径为20.4nm的石墨模具中，粉末与石墨模具内壁之间均采用厚度为0.2mm的碳纸隔开，在模具外部套上一个厚度为10mm的石墨碳毡；试样装好后置于烧结腔内，施加6.4KN的压力，整个烧结过程中的压力始终保持恒定，并将光学红外测温仪对准模具外壁，待真空降低7Pa时开始烧结。

2.根据权利要求1所述的一种球形金属粉末的制备方法，其特征在于，所述原料为钨粉和铬粉；对于钨粉，其送粉量45g/min，送粉速率和载气流量分别2.4g·min^-1和4.0L·min^-1，，对于铬粉送粉速率和载气流量分别3.0g·min^-1和3.5L·min^-1。

3.根据权利要求1所述的一种球形金属粉末的制备方法，其特征在于，所述钨粉的费米粒度为3.49μm，纯度大于99.9％，所述铬粉的粉末粒度为45～74μm。

4.根据权利要求1所述的一种球形金属粉末的制备方法，其特征在于，所述钨粉的烧结程序为：在自动烧结模式下，粉末压坯6min内从室温加热到600℃，然后以100℃·min^-1的加热速率从600℃升温设定的烧结温度，所选的烧结温度为1750，不保温，随后关闭电源结束烧结，样品随炉冷却，待炉温低于100℃时，打开舱门取出样品，冷却到室温后脱模并除去试样表面的碳纸。

5.根据权利要求1所述的一种球形金属粉末的制备方法，其特征在于，所述铬粉的烧结工艺为：选择自动烧结模式，粉末样品6min内从室温加热至600℃，然后以100℃·min^-1的恒定加热速率从600℃升温至设定的烧结温度，所选的烧结温度为1330℃，并保温3min，随后关闭电源结束烧结，样品随炉冷却，待炉温低于100℃时，打开舱门取出样品，冷却到室温后脱模并除去试样表面的碳纸。