一种合成锆镍合金粉末的方法 一种合成锆镍合金粉末的方法,涉及一种采用自蔓燃高温合成技术制备锆镍合金粉末的方法,特别适用于矿山开采和火炮、导弹等产品中的导火线等引信材料、电子产品中的吸气剂和储氢材料Zr30Ni70合金粉末的合成过程。
Zr30Ni70合金粉作为一种新型的储氢材料和燃烧材料,仅次于Zr粉,广泛地应用于军工、矿山开采和电子产品中。Zr30Ni70合金粉末作为一种新的燃烧材料替代Zr粉是目前发展的趋势,这是因为纯金属锆粉活性高,接触空气有着火危险,而且在储存过程中也容易变质;Zr30Ni70合金作为一种优良的储氢材料,也具有很好的研究和应用开发前景。近年来,人们正积极地从事Zr30Ni70合金及及其合金粉末的研究。
Zr30Ni70合金粉末的制备方法,最初人们是采用纯金属粉末混合法,得到地Zr30Ni70是一种非合金化的Zr、Ni混合粉粉末,其性能很不稳定,已不为人们常用。以后人们又采用粉末冶金方法,将细镍粉、锆粉混合压制烧结后,再经过氢化脱氢制成粉末,但这种工艺存在工序多、效率低、安全性差的缺点,且粉末很难达到完全合金化,质量难以保证;雾化法是近年来开发的一种制备Zr30Ni70合金粉末的新工艺,需经熔炼、雾化、纯化等复杂过程,存在的问题是成份偏析大、设备复杂、成本比较高;目前还有一种仅仅在实验室使用的机械合金化法用来合成Zr30Ni70合金粉末,其成本高、纯度和安全性都很难保证,很难于用于生产。
本发明的目的在于克服上述已有技术存在的不足,提供一种效率高、成本低,得到的合金粉末稳定性及合金化程高、质量稳定的一种新的Zr30Ni70合金粉末制备方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种Zr30Ni70合金粉末制备方法,其特征在于其制备过程为:首先把-0.074mm的Zr粉和-0.074mm的Ni粉按重量比为30∶70比例配料,再加入10-30%的Zr30Ni70合金粉末作稀释剂,均匀混合后,压制成坯,然后在保护气氛下在600℃-1200℃温度下进行燃烧合成,将得到多孔状的燃烧产物破碎过筛得到本发明的Zr30Ni70合金粉末。
采用本发明的方法生产的Zr30Ni70合金粉末,其粉末的氧及杂质低,稳定性好、合金化程度高,大部分指标优于雾化法,比雾化粉法的加工成本大大降低,具有很高的实用性。
下面结合实例对本发明的方法作进一步的说明。
一种Zr30Ni70合金粉末制备方法,首先把-0.074mm的Zr粉、Ni粉按重量比30∶70比例配料并添加10-30%的Zr30Ni70合金粉末在高能混料机上均匀混合3小时左右,再在油压机下压制成坯(压制压力为10kg/cm2),放入Ar、氢气或真空保护保护反应炉中在一定温度下(600℃-1200℃左右)燃烧合成(SHS法),保温120分钟后冷却出炉,得到多孔状的燃烧产物。经鄂式粗破碎和球磨2小时(球磨比为3∶1),粉末过筛即为成品。
采用自蔓延高温合成连续生产工艺可批量生产出高质量Zr30Ni70合金粉末。通过对SHS工艺合成的Zr30Ni70合金粉末及其它方法的粉末的性能比较表明:其粉末的性能完全达到并超过了美军标(MIL-11410B)的要求,其纯度优于雾化法,经实验表明,粉末性能稳定。名称 H% S% O%Fe%Ca%Zr%Ni%平均粒度um SHS法 0.046 <0.005 0.15 0.08 0.02 28.88 68.12 4.5~6.04雾化法 0.13 0.006 1.27 0.025 0.02 27.01 69.18 1.99美军标<0.02 0.20 0.15 30+4 70+4 5.0+3实施例1
把平均粒径为6.0um的镍粉和6.5um的锆粉按Ni/Zr重量比70∶30配料,再加入25%Zr-Ni合金粉混合3小时,压制成坯料(10kg/cm2),然后放入反应炉中通氩气保护,迅速升温直至900℃使其发生燃烧反应,保温120分钟后冷却出炉,得到多孔状的燃烧产物。经鄂式粗破碎和球磨2小时,粉末过筛后即为成品,分析产物合金化,由Ni7Zr2和Ni5Zr两项组成。
实施例2
把平均粒径为4.5um的镍粉和5um的锆粉按Ni/Zr重量比70∶30配料,再加入30%Zr-Ni合金粉混合3小时,压制成坯料(10kg/cm2),然后放入真空反应炉中,抽真空至1×10-2Pa后,迅速升温直至600℃使其发生燃烧反应,保温120分钟后冷却出炉,得到多孔状的燃烧产物。经鄂式粗破碎和球磨2小时,粉末过筛后即为成品,分析产物合金化,由Ni7Zr2和Ni5Zr两项组成。实施例3
把平均粒径为10.6um的镍粉和8.7um的锆粉按Ni/Zr重量比70∶30配料,再加入10%Zr-Ni合金粉混合3小时,压制成坯料(10kg/cm2),然后放入反应炉中通氢气保护,迅速升温直至900℃使其发生燃烧反应,保温120分钟后冷却出炉,得到多孔状的燃烧产物。经鄂式粗破碎和球磨2小时(球料比为3∶1),粉末过筛,再把合成粉末在650℃在真空炉脱氢大约6小时使其真空度大于1×10-2pa,产物球磨40分钟(料球比为3∶1)后过筛即为成品。