本发明涉及一种通过雾化熔融金属或合金流来生产涂覆粉末材 料的方法。该粉末最好是全部或部分涂覆的颗粒。 在熔融金属的气体雾化领域中，人们已知可将陶瓷颗粒引入雾 化的金属或金属合金中，从而与其以共沉积形成复合材料沉积物。例 如，我们的英国专利No.1379261和2172827公开了可在沉积操作 中将固体颗粒引入喷雾沉积物中。 在出版号为No.WO89/05870的国际专利申请中，我们还公开 了一种生产合金化良好的合金沉积物的方法，即将作为合金加成剂 的不同材料颗粒引入基体金属喷雾中，通过共沉积形成由喷雾的和 引入的材料构成的合金沉积物。 从英国专利No.1298031还知道，对着熔融的液滴喷雾，将金属 颗粒喷入，并且这些颗粒在运行中会有所聚集，可以形成形状不规则 的粉末。喷入的颗粒一直是保持固态，否则颗粒形状不规则的优点将 达不到。喷入的金属颗粒是同一种组成，在约2巴表压力下喷入，而 且细颗粒尺寸一般为过65目。 从欧洲出版的专利申请No.0262869可以知道一种形成复合材 料粉末的方法，它是将耐火材料引入熔融金属的喷雾中，使得耐火材 料均匀地分布在得到的粉末颗粒的内部。 本发明的目的是提供一种更好的粉末材料。 根据本发明，提供了一种生产涂覆粉末材料的方法，它包括：将 一种与喷雾的金属或合金组成不同的材料引入熔融的和/或正在固 化的金属或金属合金的喷雾流中，引入的材料与液流或液滴喷雾接 触，从而在雾化液滴全部或部分的表面上形成涂层。引入的材料可以 是固态或液态颗粒，可以是仅一种材料或几种材料的混合物。在固体 颗粒的情况下，这些颗粒一旦与熔融金属或合金的液滴接触，便熔化 形成涂层。液滴与引入的颗粒之间的接触角度应很小，这将有利于提 高润湿性能，所以有助于形成涂层。 引入的颗粒可以冲击早已形成的熔融液滴，或者引入熔融液流 中，从而在该熔融液流雾化时结合在生成的熔融液滴中。当引入的是 固体颗粒的混合物时，这些颗粒一旦与熔融的金属或合金接触便互 相反应，从而形成一熔融复合物。由于它的接触角很小，会铺展开来 从而完全或部分地覆盖雾化液滴的表面。或者，引入的材料可以与金 属或合金或其中的一个组份发生反应，形成涂层。因此，生成的涂层 可以是引入的材料或其反应产物。 当引入的颗粒是固态时，其熔点应低于其与雾化液滴接触处的 温度，同时，引入颗粒的尺寸必须足够小，保证它在与雾化液滴接触 后会基本上熔化。颗粒的大小一般应小于10微米，但是其确切的尺 寸取决于所用材料在接触点处的相对焓(热含量)。比如，如果引入颗 粒经加热后引入，其尺寸可以大些。 为了保证能形成涂层，引入的颗粒材料和/或反应产物应基本上 不溶于熔融金属或合金中。 在另一方案中，一部分喷入的颗粒可以因与熔融金属或合金的 接触而蒸发，形成蒸气云。当液滴通过该蒸气云时，便在固化液滴的 表面沉积上一层材料薄膜，即形成了涂层。 在本发明的一个优选方案中，可以按照我们的未审定的专利申 请(出版号No.WO92/01525)中公开的那种方式将颗粒材料引入。 通过控制工艺，为了使引入的颗粒粘附于雾化液滴的表面并部分地 覆盖该表面，可以令该颗粒物质熔化和/或反应或者反应和/或熔化 从而在全部或部分的雾化液滴表面上形成涂层。 本发明还有一种生产涂覆金属或合金粉末的方法，其特征在于， 包括先将熔融金属或熔融合金液流进行雾化，形成熔融液滴的喷雾； 向该液流或喷雾中引入一种熔融材料或颗粒材料，该种材料与熔融 金属或合金在组成上不同，而且基本上与其不溶混，该材料与熔融金 属液流或熔融和/或正固化的金属液滴喷雾接触，结果该熔融材料的 一层膜在金属液滴的表面到处铺展；然后，运行中的该熔融材料和液 滴就固化形成了涂覆的金属或合金粉末。 引入材料的液相线温度最好低于被雾化金属或合金的液相线温 度不超过100℃，而且可以不超过低30℃或低10℃。在一个优选方 案中，被雾化的金属是Al/Si合金，而涂层材料为钾铝氟化物。在该 方案中，涂覆粉末可以用作硬钎料，粉粒上的钾铝氟化物涂层起着熔 剂药皮的作用。 下面将通过实施例，结合附图详细阐述本发明。 附图包括： 图1为实施本发明第一种设备的示意图； 图2为另一种颗粒供料装置侧视图； 图3为使用液态供料实施本发明的第二种设备的示意图； 图4是使用离心雾化实施本发明的第三种设备的示意图。 在图1中，用于形成金属或合金粉末的设备包括一个漏斗(1)， 金属或合金在其中维持在其液相线温度以上。漏斗(1)是由一个倾动 式的熔化配给炉(2)接受金属或合金熔体的，在其底部有个开口，金 属熔体可以通过该开口从漏斗(1)中以液流(3)形式向下排出，通过 雾化气体流(4)的作用在喷雾室(5)中转变成雾化液滴的喷雾；喷雾 室(5)先用惰性气体吹洗使得其中氧气的含量降至最低。雾化气体在 喷射中从雾化液滴吸收热量，结果冷凝生成的固体粉末沉集在喷雾 室(5)的底部，通过出口(6)取出。 根据本发明，为了涂覆粉末颗粒，安装有喷射装置(7)，用于当液 流(3)碎成喷雾时将固体颗粒在喷嘴(8)处喷入雾化区域。为了改善 雾化颗粒和喷入颗粒的混合，可以使用多喷嘴喷射系统将固体颗粒 喷入雾化区域。在图1中，喷射装置(7)包括颗粒料斗(10)，将流化气 体引入料斗(10)使料斗下部所含颗粒流化的入口(11)，还有运载气 体(12)的输入管。 在本发明的优选方法中，喷入的颗粒或颗粒混合物是一种固相 线温度低于与被喷射金属或合金熔融液滴在被碰撞时的温度的材 料，这样，输入的颗粒就熔化或熔化并反应，在固化的雾化液滴上形 成部分或全部的涂层。但更为适合的是，固体颗粒的熔化温度与喷射 中的金属或合金的温度只有很小的差别(如只差10℃)，使得颗粒一 旦熔化就会形成涂层(如熔剂涂层)。碰撞处所需的温度差别，可以通 过喷射的金属或合金的过热以及喷入颗粒的温度来实现。 在图2中所示的另一装置中，与被流化不同，固体颗粒是从颗粒 料斗(图2中未示出)螺旋进料的。 在这个装置中，进料螺杆(13)水平地从料斗底部延伸进入进料 管(14)中。颗粒通过进料管(14)排入混合腔(15)。颗粒排入混合腔 (15)的速度由螺杆速度控制，可按要求改变。对于料斗可安装一个振 动器(图中未示)，保证固体颗粒流稳定地从料斗进入进料螺杆(13)。 在进料管(14)上也可安装一个振动器，以免固体颗粒在进料过 程中结团固结。 混合腔(15)安装在进料管(14)的排放端。腔(15)中装有分散板 (16)，运载气体由其入口(17)进入分散板(16)的下面，通过分散板 (16)进入混合腔(15)，然后携带着来自进料管(14)的固体颗粒，流向 两个出口(18)(图中只示出其一个)，出口(18)装于分散板(16)的对 面，而固体颗粒与运载气体一起形成稀相流，离开混合腔。位于混合 腔顶部的第三个孔(19)是个放压孔，它是提供进料控制信号用的，如 我们在未审定的专利申请No.WO92/01525中所述的设备中还有 一个吹洗控制阀，供在操作之前将吹洗气体引入系统之用。 如WO92/01525中公开的那样，可以在雾化区域上方的液流四 周引入固体颗粒，与液滴在雾化之时即行混合。 控制下列各种因素，可以改变涂覆粉末的质量： (i)被雾化金属熔体的温度及流速； (ii)输入的固体颗粒的颗粒尺寸、温度和流速； (iii)雾化设备的设计； (iv)雾化气体和运载气体的压力和温度； (v)喷射器进料方法 (vi)当喷射加入的颗粒是两种或多种材料(以便在液滴表面反 应)时，其混合比率和组成。 通过监测和控制这些工艺变量，可以控制雾化金属的颗粒尺寸 分布，从而得到所需的单位质量的表面积；液态金属和喷入颗粒的比 率；捕获效率；雾化金属液滴的冷却速度以及碰撞雾化液滴时固体颗 粒的熔化速度。 与图1所示的方法(引入作为涂层的材料是固体颗粒)不同，图 3显示了用将液态颗粒与喷雾进行混合的设备。如图3所示，用于形 成涂覆金属或合金粉末的设备中，有一个漏斗(21)，金属或合金在其 中保持在其液相线温度以上。漏斗(21)是由一个倾动式的熔化和配 给炉(22)接受金属或合金熔体的，在其底部有个开口，金属熔体可以 通过该开口从漏斗(21)中以液流(23)形式向下排出，通过雾化气体 流(24)的作用在喷雾室(25)中转变成雾化液滴的喷雾；喷雾室(25) 已用惰性气体清洗过，使其中氧气的含量降至最低。 根据本发明，为了涂覆金属或合金粉末，还提供了第二个漏斗 (27)，涂覆物质在其中保持在其液相线温度以上。漏斗(27)接受来自 另一个倾动式的熔化和配给炉(28)的涂覆物质熔体，在其底部也有 一个开口，使得涂覆物质熔体可以通过该开口从漏斗(27)以液流 (29)形式向下排出。通过雾化气体流(30)的作用在喷雾室(25)中转 变成雾化液滴的喷雾。两种喷雾(31，32)在喷雾室(25)中混合，形成 涂覆颗粒。雾化气体从喷射中的金属或合金及涂覆物质中吸收热量， 固态涂覆粉末则沉集在喷雾室(25)的底部，可通过出口(26)取出。 也可以不用两股喷雾，而是在一个喷嘴中混合两种液体，或者以 某种方式流出，使两者被同一雾化器一起雾化。在这种情况下，表面 张力较低的材料将是涂覆物质。如图4所示，用于形成涂覆金属或合 金粉末的设备中有一个漏斗(34)，金属或合金在其中保持在其液相 线温度以上。漏斗(34)是由一个倾动式的熔化和配给炉(35)接受金 属或合金熔体的，在其底部有个开口，金属或合金熔体可以通过该开 口从漏斗(34)以液流(36)形式向下排出。液流(36)落在一高速旋转 圆盘(37)上，结果落下的液态金属流(36)被来自旋转圆盘(37)圆周 的离心力加速而雾化。使用某种上述的喷射方法，即螺旋进料器或气 力式粉末喷射器(图1的气力式粉末喷射装置即是一例)，涂覆物质 颗粒就通过喷嘴(38)引入到金属流四周，并朝向旋转圆盘(37)，因与 圆盘表面的金属液膜(39)接触而熔化，或因与离开旋转圆盘(37)的 熔融金属或合金液滴接触而熔化。 与施用固体颗粒的方法不同，两种液体可在喷嘴中混合，或者以 某种方法流出，使得能被旋转圆盘共同雾化，形成涂覆粉末。 实施例 使用图1所示的设备，可雾化Al/Si基合金，如Al-21重量％Si合金，并用10重量％固体铝钾氟化物部分地涂覆雾化液滴。各参数 如下： 金属流速 6千克/分 金属温度 660℃ 颗粒流速 0.75千克/分 颗粒温度 20℃ 雾化气体 氮气 使1∶1的氟化钾和氟化铝混合物进入Al-12重量％Si熔体的 雾化区域，这种混合物颗粒的相当一大部在与液液碰撞时熔化并反 应，形成铝钾氟化物的部分涂层。 尽管Al-12重量％Si的熔体液滴在氟化钾和氟化铝固体颗粒与 它碰撞的位置是过热的，但是形成熔融氟化铝钾的温度与合金的低 熔点(约577℃)相差极小。用这种方法在Al-12重量％Si粉末颗粒 上提供的氟化铝钾涂层，可以保护粉末在加热时免受氧化，而此涂层 在熔化时就提供了一种助熔剂，它在铝焊过程中会使焊件表面的氧 化物溶解和碎裂而除去。 尽管氟化钾和氟化铝颗粒可以在室温下输入，但如果需要也可 以先经预热提高其涂覆性能。例如，Al-12重量％Si熔体的流出温度 可以是约900℃，此时颗粒温度则用400℃。氟化钾和氟化铝可以用 天然的冰晶石。 在一个优选的装置中，因此我们制成了一种至少部分在表面涂 覆有氟化铝钾的Al-12重量％Si颗粒。 虽然我们只描述了用氟化铝钾涂覆的Al-12重量％Si粉末，但 是本发明可适用于生产任何合适的涂覆粉末。还可以想到，其他钎焊 粉末也可用本技术进行熔剂涂覆，其中包括贵金属合金(如银合金和 金合金)，镍和铜基焊接合金粉末等。