叶建林, 孙杨, 杨肖肖, 高岭, 张卫刚, 刘璐
随着航空航天、核工业等高端领域的快速迭代,增材制造等先进成形技术对难熔金属粉末的综合性能提出了更高要求,其中高球形度、优良流动性及高松装密度的钼粉,是保障钼基构件成形质量的核心前提。直流电弧等离子体技术凭借能量密度高、反应环境洁净、球化效果稳定等独特优势,成为破解难熔金属粉末制备瓶颈的有效手段。本研究以市售不规则钼粉为原料,采用该技术制备高性能球形钼粉,重点探究送粉速率与等离子体功率两大核心参数对粉末性能的调控规律,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、流动性测试仪等设备,系统表征球化后钼粉的形貌特征、粒径分布等关键物理性能,结果表明:直流电弧等离子体球化处理未改变钼粉的物相组成,球化后粉末仍保持单一体心立方结构的钼相,无氧化杂质及其他杂相生成。当调控送粉速率为80 g/min、等离子体功率为45 kW时,球化效果最优,制备的钼粉颗粒表面光滑、无明显团聚,球化率可达98%以上,粒径分布较原料钼粉显著收窄,中位径(D50)由原料的34.47 μm降至23.56 μm。球化后钼粉的流动性达11.6 s/50g,较原料减少9.9 s;松装密度从2.8 g/cm3提升至6.1 g/cm3,提升幅度达117.9%。基于上述实验结果,本研究阐明了钼粉球化“能量吸收-液滴成形-凝固稳定”的三阶段机制,并分析了较高功率条件下出现的纳米颗粒包覆现象及其潜在应用价值,为高性能球形钼粉的工业化制备与高端应用提供了理论支撑与技术参考。