湖北中诺新材如何制作合金粉末

湖北省中诺新材已经掌握了一种把钽(Ta)、钨(W)、铪(Hf)、锆(Zr)这四种金属元素熔合在一起的高熔点合金粉末技术,也就是TaWHfZr合金粉。这种材料之所以好用,就是因为它不仅长得圆溜溜的,成分也特别均匀,物理和化学性能都很厉害,很多高科技的地方都离不了它。要做出这种好东西可不简单,核心就是要搞定纯度高、形状圆、颗粒大小一样、倒着看也能流动的粉末。 下面说说具体怎么做。第一种最常见的办法叫真空感应熔炼气雾化法。这个技术特别适合做像TaWHfZr这样难熔又爱捣乱的合金。得先按配比把高纯度的原料仔细称好拌匀,放进炉子的坩埚里。然后在真空或者氮气、氩气这种不活泼的气罩底下,用高频电磁场把金属烧化变成均匀的熔汤。接着让滚烫的熔汤从管子里流出来,直接喷到高压的惰性气体枪口上。高速气流把往下掉的熔汤吹碎成小水滴,这些水滴在飞起来的时候会自己缩成球形变硬。这种方法做出的粉末很圆溜、含氧量低、流动性也好。只要调一调气体的压力或者喷嘴的形状,就能控制出不同大小的颗粒。 第二种叫等离子旋转电极雾化法。这个法子更适合要纯得不能再纯的材料。原理跟上面有点不一样。不用把大块的原料熔化,而是先把合金做成一根均匀的棍子当“自己烧自己”的电极。把棍子放在封闭的房间里转得飞快。在棍子转得快的时候,用等离子火把它的一端烧化。转动的力会把熔化的金属甩出来变成小水滴。这种方法的好处是不用陶瓷坩埚装熔化的金属,所以夹杂物很少。但它有个缺点就是做出来的颗粒比较粗。 第三种是射频等离子体球化法。这是一种把不规则形状的粉末修整成圆球的技术。不管是之前做的乱七八糟的料还是别的预合金粉都能用。用送粉器把粉末送到一个温度特别高的射频等离子体炬里面。粉末进去一会儿就化了或者表面变软了。因为表面张力会让液体收缩成圆球,然后马上被气流带走冷却变硬。这个过程既能让形状变好又能去除挥发的杂质。 不管用哪种方法都得盯着好几个关键的地方:要保证四种金属在原子级别上混得均匀;整个系统必须密封严实用高纯度气体保护杂质;得调节好温度、速度、压力这些参数来控制颗粒大小和形状;最后做出来的料还要过筛子或者退火处理一下。 总之做这种粉末的工艺很复杂,真空感应熔炼气雾化法、等离子旋转电极雾化法和射频等离子体球化法是三条主要的路子。它们都想解决一个问题:让那些难熔的多元合金变得均匀又干净还成圆球。选对了工艺并且一直改进它,就能做出更好的产品。以后的发展方向应该是纯度更高、控制更细、成本更低的粉末技术。