专利摘要

本发明公开了一种镍钼铬‑金刚石合金复合粉末及其制备方法和用途，属于金刚石复合材料加工领域。按照质量百分含量，镍钼铬‑金刚石合金复合粉末由以下组分组成：35～60％的金刚石、9.2～17.6％的Mo、3.6～9.4％的Cr、0.2～0.65％的Fe、0.2～0.65％的Co、余量为Ni。本发明的金刚石合金粉末为3D打印、热喷涂、粉末冶金、热压烧结等提供优良防腐蚀、耐磨损、抗氧化功能复合粉末材料。

权利要求

1.一种镍钼铬-金刚石合金复合粉末，其特征在于：按照质量百分含量，其由以下组分组成：35～60%的金刚石、9.2～17.6%的Mo、3.6～9.4%的Cr、0.2～0.65%的Fe、0.2～0.65%的Co、余量为Ni；

所述镍钼铬-金刚石合金复合粉末由核壳结构的球形颗粒或不规则颗粒组成，其外层为镍钼铬合金粘结相，内核为多个互不相连的金刚石颗粒，镍钼铬合金粘结相包覆多个互不相连的金刚石颗粒，且每个金刚石颗粒上均包覆镍钼铬合金粘结相。

2.一种权利要求1所述的镍钼铬-金刚石合金复合粉末的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤a1，以铬镍、钼铁、钴合金为原料，加入真空熔炼炉进行熔炼，熔炼出NiMoCr粘结相合金熔融体；

步骤a2，将金刚石颗粒与步骤a1得到的NiMoCr粘结相合金熔融体混合成为高温熔融熔体，经Ar雾化获得镍钼铬-金刚石合金复合粉末。

3.一种权利要求1所述的镍钼铬-金刚石合金复合粉末的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤b1，以铬镍、钼铁、钴合金为原料，加入真空熔炼炉进行熔炼，熔化温度为1460℃,熔炼出NiMoCr粘结相合金熔融体，经氩气喷吹雾化为NiMoCr基合金粉末；

步骤b2，将金刚石颗粒与NiMoCr基合金粉末混合，进行真空球磨混合，随后进行气氛热等静压烧结成金刚石-镍钼铬合金棒料；

步骤b3，将步骤2得到的金刚石-镍钼铬合金棒料在EIGA真空感应熔炼炉进行熔炼，以高纯氩气对熔融的金刚石-镍钼铬合金液滴进行喷吹雾化，冷却筛分得到金刚石-镍钼铬合金复合粉末。

4.一种权利要求1所述的镍钼铬-金刚石合金复合粉末的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤b1，以铬镍、钼铁、钴合金为原料，加入真空熔炼炉进行熔炼，熔炼出NiMoCr粘结相合金熔融体，经氩气喷吹雾化为NiMoCr基合金粉末；

步骤b2，将金刚石颗粒与镍钼铬合金粉末混合，加热无水乙醇进行球磨混合，将聚乙烯醇和羧甲基纤维素的混合物，金刚石和镍钼铬粉末球磨粉末相混合制成浆状物，并进行离心喷雾干燥制粒；

步骤b3，对制粒的金刚石-NiMoCr的合金粉末进行烧结，烧结温度890～1100℃，再经冷却、筛分获得包覆金刚石-镍钼铬合金复合粉末。

5.权利要求1所述的镍钼铬-金刚石合金复合粉末的用途，其特征在于：所述镍钼铬-金刚石合金粉末用于以下几个方面：

（1）用于超音速火焰喷涂、等离子喷涂、激光喷涂用粉末；

（2）用于热等静压烧结、热压烧结用粉末；

（3）用于激光3D打印用合金粉末。

说明书

技术领域

本发明属于金属粉末材料技术及先进制造应用领域，具体涉及镍钼铬-金刚石合金复合粉末材料技术，主要用于高速热喷涂、热压烧结和3D打印成型等。

背景技术

金刚石材料在超硬领域应用越来越广泛，金刚石刀具、工具、磨料均成为工业技术不可缺少的产品技术，金刚石当前的应用主要局限于镀层和小体积块体材料，如CVD金刚石镀膜刀具、钻头、切割具，金刚石砂带，金刚石粉末和胶粘接固结制造的金刚石涂层砂轮片，或硬度测量用金刚石压头等。基于金刚石自身硬度高和性脆，作为整体材料应用，既不经济也不耐用。

为了获得更高的耐磨性能和超硬材料，科技人员从硬质合金、金属碳化物材料、金属氧化物材料，金属硼化物等逐渐关注金刚石或类金刚石材料，金刚石镀膜、涂层和整体金刚石复合材料越来越受到关注，发明专利CN109234593A一种金刚石/铜基复合材料及其制备方法介绍了45-55％(wt)金刚石粉末与铜钛粉末(Ti含量0.5-2.0％)进行球磨混合，放电等离子热压烧结铜基金刚石整体块体材料。

但是，金刚石性能脆性，成型方法单一，应用面受限。本发明镍钼铬-金刚石合金复合粉末，以满足通过高速热喷涂、激光3D打印、热压烧结等方法制造超硬的耐磨耐蚀机械零部件产品。

但是，金刚石材料具有成型表面脆性，与金属润湿性差，自身熔点高的特点，无法通过金属熔化方法获得材料成型不足的缺点。

发明内容

鉴于金刚石材料性能脆性，与金属润湿性差，自身熔点高的特点，无法通过金属熔化方法获得材料成型不足的缺点。为实现金刚石应用范围扩大，本发明的目的是提供一种金刚石复合粉末，该粉末由低熔点金属相包覆高熔点的金刚石相组成复合颗粒，再通过复合颗粒的低熔点粘结相互相粘结，实现金刚石颗粒均匀分散在金属粘结相中的复合金刚石材料或涂层。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种镍钼铬-金刚石合金复合粉末按照质量百分含量，其由以下组分组成：35～60％的金刚石、9.2～17.6％的Mo、3.6～9.4％的Cr、0.2～0.65％的Fe、0.2～0.65％的Co、余量为Ni。

进一步的，所述镍钼铬-金刚石合金复合粉末由核壳结构的球形颗粒或不规则颗粒组成，其外层为镍钼铬合金粘结相，内核为多个互不相连的金刚石颗粒，镍钼铬合金粘结相包覆多个互不相连的金刚石颗粒，且每个金刚石颗粒上均包覆镍钼铬合金粘结相。

按照质量百分含量，所述镍钼铬合金粘结相的组成为：23.0～27.0％Mo、9.0～14.5％Cr、0.5～1.0％Fe、0.5～1.0％Co、余量为Ni。

本发明的镍钼铬-金刚石合金复合粉末由以下3中方法的任一一种制备得到：

方法a，一种镍钼铬-金刚石合金复合粉末的制备方法，包括以下步骤：

步骤a1，以铬镍、钼铁、钴合金为原料，加入真空熔炼炉进行熔炼，熔炼出NiMoCr粘结相合金熔融体；

步骤a2，将金刚石颗粒与步骤a1得到的NiMoCr粘结相合金熔融体混合成为高温熔融熔体，经Ar雾化获得镍钼铬-金刚石合金复合粉末。

方法b，一种镍钼铬-金刚石合金复合粉末的制备方法，包括以下步骤：

步骤b1，以铬镍、钼铁、钴合金为原料，加入真空熔炼炉进行熔炼，熔化温度为1460℃,熔炼出NiMoCr粘结相合金熔融体，经氩气喷吹雾化为NiMoCr基合金粉末；

步骤b2，将金刚石颗粒与NiMoCr基合金粉末混合，进行真空球磨混合，随后进行气氛热等静压烧结成金刚石-镍钼铬合金棒料；

步骤b3，将步骤2得到的金刚石-镍钼铬合金棒料在EIGA真空感应熔炼炉进行熔炼，以高纯氩气对熔融的金刚石-镍钼铬合金液滴进行喷吹雾化，冷却筛分得到金刚石-镍钼铬合金复合粉末。

方法c，一种镍钼铬-金刚石合金复合粉末的制备方法，包括以下步骤：

步骤c1，以铬镍、钼铁、钴合金为原料，加入真空熔炼炉进行熔炼，熔炼出NiMoCr粘结相合金熔融体，经氩气喷吹雾化为NiMoCr基合金粉末；

步骤c2，将金刚石颗粒与镍钼铬合金粉末混合，加热无水乙醇进行球磨混合，将聚乙烯醇和羧甲基纤维素的混合物，金刚石和镍钼铬粉末球磨粉末相混合制成浆状物，并进行离心喷雾干燥制粒；

步骤c3，对制粒的金刚石-NiMoCr的合金粉末进行烧结，烧结温度890～1100℃，再经冷却、筛分获得包覆金刚石-镍钼铬合金复合粉末。

本发明的镍钼铬-金刚石合金复合粉末的用途，能够用于以下几个方面：

(1)用于超音速火焰喷涂、等离子喷涂、激光喷涂用粉末；

(2)用于热等静压烧结、热压烧结用粉末；

(3)用于激光3D打印用合金粉末。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种镍钼铬-金刚石合金复合粉末，金刚石材料熔点4000℃以上，粘结相镍钼铬合金的熔点只有900～1380℃，这样仅需要在较低的粘结相熔点的温度范围内就可以制备含35～60％(wt)金刚石成分的金刚石涂层或整体零件，金刚石颗粒由冶金结合的金属粘结相固定，机械性能优良。为CVD金刚石镀膜、无机粘结金刚石涂层应用之外又拓宽新的渠道。

具体实施方式

本发明的镍钼铬-金刚石合金复合粉末按照质量百分含量，其由以下组分组成：35～60％的金刚石、9.2～17.6％的Mo、3.6～9.4％的Cr、0.2～0.65％的Fe、0.2～0.65％的Co、余量为Ni。

其中，镍钼铬-金刚石合金复合粉末由核壳结构的球形颗粒或不规则颗粒组成，其外层为镍钼铬合金粘结相，内核为多个互不相连的金刚石颗粒，镍钼铬合金粘结相包覆多个互不相连的金刚石颗粒，且每个金刚石颗粒上均包覆镍钼铬合金粘结相。

对于镍钼铬合金粘结相，其是合金成分，不论复合粉末中金刚石的占比是35％还是60％，镍钼铬合金粘结相的成分均不变；按照质量百分含量，所述镍钼铬合金粘结相的组成为：23.0～27.0％Mo、9.0～14.5％Cr、0.5～1.0％Fe、0.5～1.0％Co、余量为Ni。

下面结合一些具体实施例对本发明作更进一步的说明。

实施例1：

按照NiMoCr粘结相合金成分要求，将铬镍、钼铁、钴等合金加入真空熔炼炉进行熔炼，熔化温度为1460℃,熔炼出NiMoCr粘结相合金熔融体，将金刚石颗粒与NiMoCr粘结相合金熔融体按35:65的质量比进行混合成为高温熔融熔体，经Ar雾化获得镍钼铬-金刚石合金复合粉末，按照质量百分含量，其组成为：35.00％金刚石、17.6％Mo、9.4％Cr、0.65％Fe、0.65％Co和余量的Ni。该复合合金粉末的金刚石颗粒为不规则颗粒，镍钼铬合金粘结相包覆多个金刚石颗粒的复合结构，复合粉末形状为球形。

实施例2：

按照NiMoCr粘结相合金成分要求，将铬镍、钼铁、钴等合金加入真空熔炼炉进行熔炼，熔化温度为1460℃,熔炼出NiMoCr粘结相合金熔融体，经氩气喷吹雾化为NiMoCr基合金粉末；将金刚石颗粒与NiMoCr基合金粉末按60:40质量比进行真空球磨混合，随后进行气氛热等静压烧结成金刚石-镍钼铬合金棒料，烧结温度1280±20℃，压力为165Mpa，保护气氛为氩气，金刚石-镍钼铬合金棒料在EIGA真空感应熔炼炉进行熔炼，以高纯氩气对熔融的金刚石-镍钼铬合金液滴进行喷吹雾化，感应熔炼电流650A，氩气速度1100m/s，冷却筛分达到金刚石-镍钼铬合金复合粉末，按照质量百分含量，其组成为：60.00％金刚石、9.2％Mo、3.6％Cr、0.2％Fe、0.2％Co和余量的Ni。该复合合金粉末的金刚石颗粒为类球状颗粒，镍钼铬合金粘结相包覆多个金刚石颗粒的复合结构，复合粉末形状为球形。

实施例3：

按照NiMoCr粘结相合金成分要求，将铬镍、钼铁、钴等合金加入真空熔炼炉进行熔炼，熔化温度为1460℃,熔炼出NiMoCr粘结相合金熔融体，经氩气喷吹雾化为NiMoCr基合金粉末；将金刚石颗粒与NiMoCr基合金粉末按质量百分比50:50混合，加热无水乙醇进行球磨混合，将45wt％的聚乙烯醇和羧甲基纤维素按2.5:1.5比例的混合物，55wt％的金刚石和镍钼铬粉末球磨粉末相混合制成浆状物，并进行离心喷雾干燥制粒，对制粒的金刚石-NiMoCr的合金粉末进行烧结，烧结温度890～1100℃，再经冷却、筛分获得包覆金刚石-镍钼铬合金复合粉末，按照质量百分含量，其组成为：50.00％金刚石、12.13％Mo、7.2％Cr、0.25％Fe、0.5％Co和余量的Ni。该复合合金粉末的金刚石颗粒为类球状颗粒，镍钼铬合金粘结相包覆多个金刚石颗粒的复合结构，复合粉末形状为球形。

实施例4：

按照与实施例1相同的方法，制备金刚石颗粒与NiMoCr粘结相合金质量比为40:60的镍钼铬-金刚石合金复合粉末，得到的镍钼铬-金刚石合金复合粉末的组成为：40.00％金刚石、16.2％Mo、8.2％Cr、0.6％Fe、0.4％Co和余量的Ni。该复合合金粉末的金刚石颗粒为不规则颗粒，镍钼铬合金粘结相包覆多个金刚石颗粒的复合结构，复合粉末形状为球形。

实施例5：

按照与实施例2相同的方法，制备金刚石颗粒与NiMoCr粘结相合金质量比为60:40的镍钼铬-金刚石合金复合粉末，得到的镍钼铬-金刚石合金复合粉末的组成为：45.0％金刚石、14.2％Mo、6.6％Cr、0.4％Fe、0.3％Co和余量的Ni。该复合合金粉末的金刚石颗粒为不规则颗粒，镍钼铬合金粘结相包覆多个金刚石颗粒的复合结构，复合粉末形状为球形。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

一种镍钼铬-金刚石合金复合粉末及其制备方法和用途专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。