粉末的制備工藝有：機械混合法、加壓氫還原包覆法、燒結破碎法等，粉末形貌大多為不規則的塊狀形貌，在焰流中的飛行軌跡不穩定，混合粉末甚至在噴涂過(guò)程中發(fā)生飛散，難以滿(mǎn)足先進(jìn)熱噴涂技術(shù)的要求。歐美等發(fā)達國家已相繼開(kāi)發(fā)出高球形度燒結態(tài)Cr25NiCr復合粉末，如PRAXAIR公司的1375VM、METCO公司的5004NS等粉末。噴霧干燥工藝制備球形Cr25NiCr粉末顆粒的主要問(wèn)題在于料漿的分散性、流動(dòng)性和含固量等關(guān)鍵因素的控制，文中對該工藝的主要控制點(diǎn)進(jìn)行了研究。

　　1實(shí)驗過(guò)程

　　1.1噴霧干燥制粒過(guò)程

　　將成份（w/）配比為25的NiCr合金粉和75的Cr3C2粉末在球磨混料機內混合24h，球磨前與球磨后粉末粒度用JL？

　　1166型激光粒度儀測量。

　　在攪拌桶內按照粉末：聚乙烯醇（PVA）：H2O=3：1：1的比例配制料漿，實(shí)驗過(guò)程中加入高分子分散劑進(jìn)行分散，百分含量分別為0.02、0.04、0.06.

　　由于粘合劑在攪拌過(guò)程中容易產(chǎn)生泡沫，在攪拌過(guò)程中加入一定量的消泡劑。實(shí)驗用高速離心式噴霧干燥工藝制備Cr25NiCr粉末。

　　1.2粉末及涂層性能檢測

　　噴霧干燥后的Cr3C225NiCr粉末顆粒在氣氛保護爐內1400℃下燒結2h，取出破碎后用325目和500目標準篩進(jìn)行篩分；用Scott漏斗法檢測粉末的流動(dòng)性和松裝密度；用日立HITACHIS3500N型掃描電子顯微鏡（SEM）分析粉末表面及剖面形貌相；用X射線(xiàn)衍射儀分析燒結后粉末的相組成；化學(xué)法分析粉末中各元素成分含量。采用JP5000超音速火焰噴涂設備（HVOF）制備Cr3C225NiCr涂層，檢測涂層的表面硬度及結合強度等物理性能，涂層組織及孔隙率采用掃描電鏡進(jìn)行分析。

　　2結果與討論

　　2.1球磨工藝對粉末粒度的影響

　　球磨前混合粉末的原始粒度分布呈單峰正態(tài)分布，粉末平均粒徑為12.8μm.球磨后粉末粒度體積累積分布曲線(xiàn)呈現雙峰樣式，Cr3C2粉末的平均粒度在1.6μm處呈現峰值，NiCr合金粉末的平均粒度在7.0μm處的為峰值。在球磨過(guò)程中NiCr合金粉由于有較好的韌性而不宜被破碎，脆性的Cr3C2粉末容易在球磨過(guò)程中被破碎成微細粉末。

　　2.2分散劑含量對Cr3C2？25％NiCr料漿噴霧干燥粉末物理性能影響

　?。╝）由于未加分散劑，料漿流動(dòng)性和分散性較差，在霧化過(guò)程中難以分散形成均勻的液滴，瞬間干燥后的粉末顆粒形狀不規則；由（b）（c）可以看出，隨著(zhù)分散劑含量的提高，球形粉末的數量明顯增多。由于BXJ分散劑使料漿表面活性能增加，改善了料漿的流動(dòng)性和分散性，在霧化過(guò)程中分散成均勻的球形液滴；（d）表明隨著(zhù)分散劑加入含量的增加，液體料漿表面活性過(guò)大、霧化液滴的聚合力降低，在噴霧干燥過(guò)程離心力作用下粉末顆粒較為松散，不能形成致密化顆粒。

　　經(jīng)－100～ 325目粒度篩分后，粉末流動(dòng)性和松裝密度變化見(jiàn)（a）、（b）。由結果可知，加入0.04分散劑的料漿所制備的復合粉末顆粒具有較好的流動(dòng)性和較高的松裝密度，驗證了掃描電鏡的分析結果。松裝密度與噴霧干燥密切相關(guān)，料漿的表面活性和粘度兩者達到平衡點(diǎn)時(shí)噴霧干燥粉末致密度最佳，同時(shí)，球形粉末具有較佳的流動(dòng)性，其松裝密度測量值也較大。

　　2.3液相燒結工藝對粉末的影響

　　前后粉末的表面及剖面形貌相，噴霧干燥制粒后的粉末是機械混合狀態(tài)，粉末內通過(guò)聚乙烯醇粘合劑將兩相顆粒粘合在一起（a）、（b）所示。在燒結過(guò)程的初始階段有機粘合劑聚乙烯醇開(kāi)始焦化揮發(fā)，在粉末內部留下空洞，當溫度升高到1000℃以上時(shí)，鎳鉻合金表面氧化皮開(kāi)始脫落，Cr3C2與NiCr合金相之間通過(guò)固相擴散方式形成燒結頸。

　　在1400℃燒結溫度下，NiCr合金形成液相在顆粒內毛細管作用下迅速潤濕或充填在Cr3C2相周?chē)纬梢苯鸾Y合，粉末表面相互接觸的碳化鉻相也通過(guò)固態(tài)擴散形成網(wǎng)絡(luò )狀骨架連接，如（c）、（d）所示。

　　實(shí)驗采用N2保護方式很好的控制了碳化鉻相分解趨勢。說(shuō)明快速的液相燒結工藝很好的控制碳化物的分解，又使粉末內部形成冶金化結合。

　　可以看出成分上兩種粉末相差不大，實(shí)驗研制的粉末在流動(dòng)性和松裝密度方面略好于1375VM粉末，因為1375VM粉末在－25μm以下粉末含量較高（54.2），影響其流動(dòng)性和松裝密度的提高。

　　2.5超音速火焰噴涂涂層顯微組織研究其組織特點(diǎn)為NiCr合金基體上彌散分布Cr3C2粒子硬質(zhì)相，具有典型的熱噴PSPC的涂層標準[/url]狀結構，涂層與基體之間結合緊密，沒(méi)有明顯的孔隙和顯微裂紋存在。通過(guò)掃描電鏡圖像分析軟件分析涂層的孔隙率小于1.5，實(shí)驗測定的涂層結合強度為65.5MPa，涂層表面硬度為（HR15N）91.6.

　?。╝）噴霧干燥未燒結粉末形貌（b）噴霧干燥粉末剖面（c）液相燒結后粉末形貌（d）液相燒結后粉末剖面

　　3結論

　?。?）實(shí)驗表明，高分子分散劑能夠提高Cr3C225NiCr料漿的流動(dòng)性，降低材料因密度差異形成成份偏析趨勢，當高分子分散劑含量在0.04％時(shí)，噴霧干燥粉末具有最佳的流動(dòng)性和較高的松裝密度，隨著(zhù)分散劑含量的增加，粉末的物理性能下降。

　?。?）噴霧干燥粉末經(jīng)液相燒結后，顆粒內部呈NiCr合金潤濕Cr3C2相冶金結合狀態(tài)，XRD分析表明燒結過(guò)程中未發(fā)生明顯的氧化脫碳現象。球形燒結態(tài)Cr3C225NiCr粉末流動(dòng)性為33.7s/50g，松裝密度為2.24g/cm3。

　?。?）超音速火焰噴涂Cr3C225％NiCr涂層顯微組織呈層狀，涂層與基體結合緊密，孔隙率為1.5，結合強度65.5MPa，表面硬度為91.6HR15N.