北京工业大学团队研究发表的专利“一种铁基高温复合粉末、铁基高温复合粉末制备方法及应用”中，将声共振混合引入铁基高温复合粉末制备，以替代传统机械混合或球磨，解决铁基粉末、钨粉与片状石墨因密度差异导致的偏析、团聚和石墨结构损伤问题，并通过喷雾造粒、热处理和筛分形成适用于激光熔覆的球形复合粉末。

材料对象：铁基高温复合粉末，包含铁基体、钨强化组元、碳化物形成元素和片状石墨自润滑相。

铁基复合粉末中，铁基粉末、钨粉和片状石墨之间存在明显密度差异，传统机械搅拌或球磨混合容易出现两类问题：

1.混合不均与偏析：轻质石墨易上浮，重质钨粉易下沉，导致增强相分布不均。

2.石墨结构损伤：球磨依赖高强度机械碰撞和剪切，容易破坏片状石墨的层状结构，削弱其自润滑功能。

此外，球磨工艺耗时较长，粉末形貌和流动性也容易受到影响。粉末的均匀性、球形度和流动性又直接关系到激光熔覆过程中的送粉稳定性和涂层质量一致性。

专利通过声共振混合，使粉末颗粒在共振腔体内形成高速流动和混沌运动状态，从而在较短时间内抵消不同密度粉末之间的沉降与上浮倾向，减少石墨和碳化物增强相的偏析与团聚。

同时，声共振混合的弱剪切作用有利于保护片状石墨的层状结构，避免传统球磨造成的片层剥离和断裂，使石墨的自润滑特性得以保留。

结合后续喷雾造粒、热处理和筛分，该工艺还改善了粉末球形度、流动性和表面纯净度，为激光熔覆稳定送粉和涂层均匀成形提供基础。

所以声共振在该方向的处理优势有：

1.均匀化效率高：声共振混合可在较短时间内完成多组元粉末的均匀分散，相比长时间球磨显著缩短工艺周期。

2.抑制密度偏析：高强度共振和微尺度声波作用使不同密度颗粒处于高速流动状态，减少轻质相上浮和重质相下沉。

3.保护石墨结构：弱剪切作用避免片状石墨被机械碰撞破坏，保留其层状结构和自润滑功能。

4.与后续工艺衔接良好：声共振混合后的粉末可进入喷雾造粒、热处理和筛分环节，形成完整的球形复合粉末制备链。

该铁基高温复合粉末的终端应用方向是：热作模具钢表面激光熔覆制备耐磨自润滑涂层。

热作模具钢广泛用于压铸、锻造、挤压等高温成形工艺，服役中面临高温、高压和频繁热循环，容易出现热疲劳裂纹和磨粒磨损。该专利通过声共振混合改善复合粉末的均匀性和石墨结构完整性，再经激光熔覆在模具钢表面形成涂层，目标在于提升模具表面的硬度、耐磨性和减摩性能，延长模具使用寿命。

引用来源：本文依据国家知识产权局公开的发明专利申请CN120843925A《一种铁基高温复合粉末、铁基高温复合粉末制备方法及应用》（申请号202511274283.3，申请日2025年9月8日，公开日2025年10月28日，申请人：北京工业大学；发明人：杨建参、张彪、李岩、高良发、聂祚仁）整理。整理编辑：蜂鸟声共振