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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(19)国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 119368724 A
(43)申请公布日 2025.01.28
(21)申请号 202411511016 .9
(22)申请日 2024 .10 .28
(71)申请人 西安稀有金属材料研究院有限公司
地址 710000 陕西省西安市高新区天谷七
路996号西安国家数字出版基地C座2
(72)发明人 臧勐超 张于胜 包建兴
李明佳 赵恒章
B22F 1/142 (2022 .01)
B22F 1/05 (2022 .01)
B22F 3/22 (2006 .01)
薛爱堂
(74)专利代理机构 西安创知专利事务所 61213
专利代理师 魏法祥
(51)Int .Cl .
B22F 1/065 (2022 .01)
B22F 9/04 (2006 .01)
B22F 1/14 (2022 .01)
B22F 1/145 (2022 .01)
CN 119368724 A
权利要求书1页
(54)发明名称
一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备
(57)摘要
本发明公开了一种注射成型用超细钛合金
球形粉的制备方法，
包括以下步骤：一、
将钛合金
熔炼，得到钛合金铸锭；二、
将钛合金铸锭氢化处
理，得到氢化钛合金料；三、
将氢化钛合金料球磨
破碎，然后过筛，得到氢化钛合金粉末；四、将氢
化钛合金粉末脱氢处理，得到氢化脱氢钛合金粉
末；五、
将氢化脱氢钛合金粉末球化处理，得到超
细钛合金球形粉。
本发明通过熔炼确保原料充分
熔化和混合均匀，通过进行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，通过进行脱氢处理去除氢，通过球化处理，
成球形粉末，粉末粒度可控，细粉收得率高，材料
利用率高，成本低，制得的钛合金粉末球形度高，
流动性好，
适用于金属粉末注射成型。
说明书5页
附图1页
CN 119368724 A
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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，
该方法包括以下步骤：
步骤一、
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
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，
每次熔炼的时间为2h～4h；
步骤二、
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
化钛合金料；所述氢化的温度为600℃～700℃，
时间为3h～6h；
步骤三、
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，
然后过筛，
得到氢化钛合金粉末；所述球磨中球料比为4～6：
球磨时间为15h～25h；
步骤四、
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
到氢化脱氢钛合金粉末；所述脱氢的温度为550℃～650℃，
时间为3h～6h；
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
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
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
为200μm～400μm。
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，
步骤一中所述钛合金为TC4、
TA7或Ti‑Al‑Mo‑Zr系钛合金。
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，
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。
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，
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
球磨破碎再进行过筛。
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，
步骤四中所述脱氢处理中真空度小于1Pa。
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，
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
于600ppm。
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，
步骤五中所述超细钛合金球形粉用于金属粉末注射成型。
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，
步骤五中所述超细钛合金球形粉的粒径满足：D90≤30μm。
CN 119368724 A
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一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法
技术领域
[0001] 本发明属粉末冶金用粉末的制备技术领域，
具体涉及一种注射成型用超细钛合金
球形粉的制备方法。
背景技术
[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，
具有密度小、
比强度高、
生物相容性良好、
抗蚀性能优异、无磁性、无毒、
抗阻尼性能强、
耐热性能好等优点，在航空
航天、
航海、
石油、
化工、
冶金、
汽车、
发电、
生物医药等领域方面得到了广泛应用。
[0003] 目前，
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
标迈进，
特别是在关键性零部件的设计上，更加追求小(微)型化、
高性能化和结构功能的多
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
的制造工艺如机械加工、
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
面达成设计目标。
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
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
[0004] 钛合金粉末粒径、
球形度、
流动性等参数在注射成型性起关键作用，注射成型通常
采用流动性好的球形细粉(粒径小于25μm)。
目前国内外钛合金球形粉的生产方法主要有雾
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
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
等离子球化法生产效率低，成本高，难以实现大规模生产。
[0005] 因此，
需要一种注射成型用超细钛合金球形粉的制备方法。
发明内容
[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，
提供一种注射成型用
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
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
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
低，制得的钛合金粉末球形度高，
流动性好，
适用于金属粉末注射成型。
[0007] 为解决上述技术问题，
本发明采用的技术方案是：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，
该方法包括以下步骤：
[0008] 步骤一、
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，每次熔炼的时间为2h～4h；
[0009] 步骤二、
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
到氢化钛合金料；所述氢化的温度为600℃～700℃，
时间为3h～6h；
[0010] 步骤三、
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
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破碎，
然后过筛，
得到氢化钛合金粉末；所述球磨中球料比为4～6：
球磨时间为15h～25h；
[0011] 步骤四、
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
得到氢化脱氢钛合金粉末；所述脱氢的温度为550℃～650℃，
时间为3h～6h；
[0012] 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
间距为200μm～400μm
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