发明公布-202411511016.9-一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法
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<blockquote>
<p>以下内容整理自《发明公布-202411511016.9-一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法.pdf》</p>
</blockquote><p>(19)国家知识产权局</p>
<p>(12)发明专利申请</p>
<p>(10)申请公布号 CN 119368724 A</p>
<p>(43)申请公布日 2025.01.28</p>
<p>(21)申请号 202411511016 .9</p>
<p>(22)申请日 2024 .10 .28</p>
<p>(71)申请人 西安稀有金属材料研究院有限公司</p>
<p>地址 710000 陕西省西安市高新区天谷七</p>
<p>路996号西安国家数字出版基地C座2</p>
<p>(72)发明人 臧勐超 张于胜 包建兴</p>
<p>李明佳 赵恒章</p>
<p>B22F 1/142 (2022 .01)</p>
<p>B22F 1/05 (2022 .01)</p>
<p>B22F 3/22 (2006 .01)</p>
<p>薛爱堂</p>
<p>(74)专利代理机构 西安创知专利事务所 61213</p>
<p>专利代理师 魏法祥</p>
<p>(51)Int .Cl .</p>
<p>B22F 1/065 (2022 .01)</p>
<p>B22F 9/04 (2006 .01)</p>
<p>B22F 1/14 (2022 .01)</p>
<p>B22F 1/145 (2022 .01)</p>
<p>CN 119368724 A</p>
<p>权利要求书1页</p>
<p>(54)发明名称</p>
<p>一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备</p>
<p>(57)摘要</p>
<p>本发明公开了一种注射成型用超细钛合金</p>
<p>球形粉的制备方法，</p>
<p>包括以下步骤：一、</p>
<p>将钛合金</p>
<p>熔炼，得到钛合金铸锭；二、</p>
<p>将钛合金铸锭氢化处</p>
<p>理，得到氢化钛合金料；三、</p>
<p>将氢化钛合金料球磨</p>
<p>破碎，然后过筛，得到氢化钛合金粉末；四、将氢</p>
<p>化钛合金粉末脱氢处理，得到氢化脱氢钛合金粉</p>
<p>末；五、</p>
<p>将氢化脱氢钛合金粉末球化处理，得到超</p>
<p>细钛合金球形粉。</p>
<p>本发明通过熔炼确保原料充分</p>
<p>熔化和混合均匀，通过进行氢化处理方便后续破</p>
<p>碎，通过进行球磨破碎和过筛，得到氢化钛合金</p>
<p>粉，通过进行脱氢处理去除氢，通过球化处理，</p>
<p>成球形粉末，粉末粒度可控，细粉收得率高，材料</p>
<p>利用率高，成本低，制得的钛合金粉末球形度高，</p>
<p>流动性好，</p>
<p>适用于金属粉末注射成型。</p>
<p>说明书5页</p>
<p>附图1页</p>
<p>CN 119368724 A</p>
<p>1/1 页</p>
<p>1 .一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法，其特征在于，</p>
<p>该方法包括以下步骤：</p>
<p>步骤一、</p>
<p>钛合金熔炼：将钛合金进行配料，然后采用真空感应悬浮熔炼炉或真空自耗电</p>
<p>弧炉进行熔炼，得到钛合金铸锭；所述熔炼的温度为1700℃～1900℃，重复熔炼2次～4次，</p>
<p>每次熔炼的时间为2h～4h；</p>
<p>步骤二、</p>
<p>氢化处理：将步骤一中得到的钛合金铸锭放入氢气炉中进行氢化处理，得到氢</p>
<p>化钛合金料；所述氢化的温度为600℃～700℃，</p>
<p>时间为3h～6h；</p>
<p>步骤三、</p>
<p>破碎筛分：将步骤二中得到的氢化钛合金料在惰性气体保护下进行球磨破碎，</p>
<p>然后过筛，</p>
<p>得到氢化钛合金粉末；所述球磨中球料比为4～6：</p>
<p>球磨时间为15h～25h；</p>
<p>步骤四、</p>
<p>还原脱氢：将步骤三中得到的氢化钛合金粉末放入真空炉中进行脱氢处理，得</p>
<p>到氢化脱氢钛合金粉末；所述脱氢的温度为550℃～650℃，</p>
<p>时间为3h～6h；</p>
<p>步骤五、球化处理：将步骤四中得到的氢化脱氢钛合金粉末在选区激光烧结设备中进</p>
<p>行球化处理，得到超细钛合金球形粉；所述球化处理的参数为：采用往复式扫描策略，粉末</p>
<p>层厚为20μm～40μm，激光功率为500W～700W，扫描速度为30mm·s‑1～60mm·s‑1，道次间距</p>
<p>为200μm～400μm。</p>
<p>2 .根据权利要求1所述的一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法，其特征在于，</p>
<p>步骤一中所述钛合金为TC4、</p>
<p>TA7或Ti‑Al‑Mo‑Zr系钛合金。</p>
<p>3 .根据权利要求1所述的一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法，其特征在于，</p>
<p>步骤二中所述氢化处理前将钛合金铸锭破碎成粒径小于2cm的块或车削成屑。</p>
<p>4 .根据权利要求1所述的一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法，其特征在于，</p>
<p>步骤三中所述氢化钛合金粉末的粒径满足：D90≤25μm；所述过筛得到的粗大粉末进行二次</p>
<p>球磨破碎再进行过筛。</p>
<p>5 .根据权利要求1所述的一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法，其特征在于，</p>
<p>步骤四中所述脱氢处理中真空度小于1Pa。</p>
<p>6 .根据权利要求1所述的一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法，其特征在于，</p>
<p>步骤五中所述球化处理在氩气保护下进行，所述选区激光烧结设备的工作腔内的氧含量低</p>
<p>于600ppm。</p>
<p>7 .根据权利要求1所述的一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法，其特征在于，</p>
<p>步骤五中所述超细钛合金球形粉用于金属粉末注射成型。</p>
<p>8 .根据权利要求1所述的一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法，其特征在于，</p>
<p>步骤五中所述超细钛合金球形粉的粒径满足：D90≤30μm。</p>
<p>CN 119368724 A</p>
<p>1/5 页</p>
<p>一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法</p>
<p>技术领域</p>
<p>[0001] 本发明属粉末冶金用粉末的制备技术领域，</p>
<p>具体涉及一种注射成型用超细钛合金</p>
<p>球形粉的制备方法。</p>
<p>背景技术</p>
<p>[0002] 钛及钛合金作为一种优质轻型金属结构材料和功能材料，</p>
<p>具有密度小、</p>
<p>比强度高、</p>
<p>生物相容性良好、</p>
<p>抗蚀性能优异、无磁性、无毒、</p>
<p>抗阻尼性能强、</p>
<p>耐热性能好等优点，在航空</p>
<p>航天、</p>
<p>航海、</p>
<p>石油、</p>
<p>化工、</p>
<p>冶金、</p>
<p>汽车、</p>
<p>发电、</p>
<p>生物医药等领域方面得到了广泛应用。</p>
<p>[0003] 目前，</p>
<p>工业产品零部件制造行业正朝着简化生产流程、资源节约和成本降低的目</p>
<p>标迈进，</p>
<p>特别是在关键性零部件的设计上，更加追求小(微)型化、</p>
<p>高性能化和结构功能的多</p>
<p>用途化。然而，钛及钛合金的高熔点和硬度使得其加工成型和切削变得尤为困难，尽管传统</p>
<p>的制造工艺如机械加工、</p>
<p>精密铸造、压铸、冲压和粉末冶金等技术虽各有特色，但仍难以全</p>
<p>面达成设计目标。</p>
<p>随着被誉为“第五代金属成型工艺”的金属注射成型技术的问世与不断发</p>
<p>展，为较低成本大批量生产出结构复杂、精度高、微小型钛合金零部件提供了新的发展方</p>
<p>[0004] 钛合金粉末粒径、</p>
<p>球形度、</p>
<p>流动性等参数在注射成型性起关键作用，注射成型通常</p>
<p>采用流动性好的球形细粉(粒径小于25μm)。</p>
<p>目前国内外钛合金球形粉的生产方法主要有雾</p>
<p>化法(电极感应熔炼气雾化法、等离子旋转电极雾化法、等离子火炬雾化法)和射频等离子</p>
<p>球化法，其中雾化法生产的钛合金球形粉，‑25μm的细粉收得率不足20％，材料利用率低；而</p>
<p>等离子球化法生产效率低，成本高，难以实现大规模生产。</p>
<p>[0005] 因此，</p>
<p>需要一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法。</p>
<p>发明内容</p>
<p>[0006] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，</p>
<p>提供一种注射成型用</p>
<p>超细钛合金球形粉的制备方法。该方法通过熔炼确保原料充分熔化和混合均匀，通过进行</p>
<p>氢化处理方便后续破碎，通过进行球磨破碎和过筛，得到氢化钛合金粉，通过进行脱氢处理</p>
<p>去除氢，通过球化处理，形成球形粉末，粉末粒度可控，细粉收得率高，材料利用率高，成本</p>
<p>低，制得的钛合金粉末球形度高，</p>
<p>流动性好，</p>
<p>适用于金属粉末注射成型。</p>
<p>[0007] 为解决上述技术问题，</p>
<p>本发明采用的技术方案是：一种注射成型用超细钛合金球</p>
<p>形粉的制备方法，其特征在于，</p>
<p>该方法包括以下步骤：</p>
<p>[0008] 步骤一、</p>
<p>钛合金熔炼：将钛合金进行配料，然后采用真空感应悬浮熔炼炉或真空自</p>
<p>耗电弧炉进行熔炼，得到钛合金铸锭；所述熔炼的温度为1700℃～1900℃，重复熔炼2次～4</p>
<p>次，每次熔炼的时间为2h～4h；</p>
<p>[0009] 步骤二、</p>
<p>氢化处理：将步骤一中得到的钛合金铸锭放入氢气炉中进行氢化处理，得</p>
<p>到氢化钛合金料；所述氢化的温度为600℃～700℃，</p>
<p>时间为3h～6h；</p>
<p>[0010] 步骤三、</p>
<p>破碎筛分：将步骤二中得到的氢化钛合金料在惰性气体保护下进行球磨</p>
<p>CN 119368724 A</p>
<p>2/5 页</p>
<p>破碎，</p>
<p>然后过筛，</p>
<p>得到氢化钛合金粉末；所述球磨中球料比为4～6：</p>
<p>球磨时间为15h～25h；</p>
<p>[0011] 步骤四、</p>
<p>还原脱氢：将步骤三中得到的氢化钛合金粉末放入真空炉中进行脱氢处</p>
<p>得到氢化脱氢钛合金粉末；所述脱氢的温度为550℃～650℃，</p>
<p>时间为3h～6h；</p>
<p>[0012] 步骤五、</p>
<p>球化处理：将步骤四中得到的氢化脱氢钛合金粉末在选区激光烧结设备</p>
<p>中进行球化处理，得到超细钛合金球形粉；所述球化处理的参数为：采用往复式扫描策略，</p>
<p>粉末层厚为20μm～40μm，激光功率为500W～700W，扫描速度为30mm·s‑1～60mm·s‑1，道次</p>
<p>间距为200μm～400μm</p><hr>
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