一种扩散粘接钛粉制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112453384A(43)申请公布日2021.03.09(21)申请号202011243796.5(22)申请日2020.11.10(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人周承商段中元刘咏(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所(普通合伙)43114代理人蒋太炜(51)Int.Cl.B22F1/00(2006.01)B22F9/04(2006.01)C22C14/00(2006.01)B22F3/10(2006.01)B22F9/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种扩散粘接钛粉制备方法(57)摘要本发明涉及一种一种扩散粘接钛粉制备方法；特别涉及一种用于生产高性能粉末冶金钛合金用粉末的方法。本发明利用粗颗粒钛粉，与元素粉或合金粉末作为原料，按所需成分的配比进行混合，所得混合粉体进行扩散粘接处理，同时通入氢气形成氢化钛；然后将其从炉内取出后，经球磨破碎得到所需粒度粉末，最后脱氢得到扩散粘接钛合金粉。本发明显著降低钛合金粉的成本。其成本仅为现有技术的1/10～1/2；本发明对设备要求低、固定资产投入小，生产成效率高、生产过程简单可控；所得产品氧含量低，杂质少；烧结后所得制品性能稳定，氧含量低，成分组织均匀。CN112453384ACN112453384A权利要求书1/1页1.一种扩散粘接钛粉制备方法；其特征在于：利用粗颗粒钛粉，与合金元素粉末作为原料，按所需成分的配比进行混合，所得混合粉体进行扩散粘接处理，同时通入氢气形成氢化钛；然后将其从炉内取出后，经球磨破碎得到所需粒度粉末，最后脱氢得到扩散粘接钛合金粉。2.根据权利要求1所述的一种扩散粘接钛粉制备方法；其特征在于：所述粗颗粒钛粉的D50为100-2000微米。优选地，其粉末平均粒度小于300微米大于100微米。3.根据权利要求1所述的一种扩散粘接钛粉制备方法；其特征在于：所述粗颗粒钛粉的来源于但不限于纯钛、钛合金、含氢钛粉、氢化钛、海绵钛、钛废料、氢化海绵钛等低成本钛原料中的至少一种。4.根据权利要求1所述的一种扩散粘接钛粉制备方法；其特征在于：合金元素粉末的平均粒度小于等于所述粗颗粒钛粉粒径的1/5。优选地，其粉末平均粒度小于粗颗粒钛粉粒径的1/10，以确保元素粉或合金粉末能较好而均匀地粘连在粗颗粒钛粉上。合金元素粉末可以但不限于Al、V、Mo、Nb、Sn、Zr、Fe等元素的一种或多种，合金元素所占质量比低于30wt％。5.根据权利要求1所述的一种扩散粘接钛粉制备方法；其特征在于：对于粗颗粒纯钛粉、或海绵钛粉末较软的情况，通过滚筒或搅拌球磨方法，将各种粉末按合金成分配比加入研磨球进行球磨，球磨使得不显著破坏粗颗粒钛粉颗粒的情况下，使其与元素粉或合金粉末间较好地机械变形而粘连。或者，对于粗颗粒钛合金粉末、或含氢钛粉、或氢化钛粉较硬的情况，通过混料机或球磨方法将各种粉末按合金成分配比混合至完全均匀，然后加入少量粘接剂，粘接剂加入使得粗颗粒钛粉，与元素粉或合金粉末较好地粘连，粘接剂为但不限于石蜡、聚乙二醇的一种或几种，粘接剂加入量低于1.5vol％。6.根据权利要求1所述的一种扩散粘接钛粉制备方法；其特征在于：包含一个低温保温过程，温度范围100-400摄氏度，为粘接剂热脱除，保温时间足够使得粘接剂完全脱除；然后扩散粘接过程，温度范围500-800摄氏度，使得元素粉或合金粉末粘连到钛粉表面，并产生元素扩散现象，扩散粘接处理时间4-48小时。7.根据权利要求6所述一种扩散粘接钛粉制备方法；其特征在于：在扩散粘接处理保温完成后，通入氢气并降温，此时钛吸氢形成氢化钛，获得脆性较大的氢化粉末。8.根据权利要求7所述一种扩散粘接钛粉制备方法；其特征在于：将脆性的氢化粉末在密闭的球磨罐体内进行球磨，罐体采用氩气或氮气气氛保护，球磨得到适于烧结的扩散粘接细粉末，粒度小于100目。9.根据权利要求8所述的一种扩散粘接钛粉制备方法；其特征在于：将氢化扩散粘接钛粉末进行脱氢，控制脱氢温度为500-800摄氏度，真空度小于10-3Pa，脱氢至粉末氢含量低于100ppm以下，粉末脱氢后破碎、过筛、封装。10.根据权利要求3-9任意一项所述的一种扩散粘接钛粉制备方法；其特征在于：当以粒径为200微米及以上的海绵钛颗粒为原料之一，制备Ti-6Al-4V合金时，所得产品的致密度大于等于94％，抗拉强度大于等于900MPa；当以粒径为200微米及以上的海绵钛颗粒为原料之一，制备Ti-5Al-2.5Fe合金时，所得产品的致密度大于等于96％，抗拉强度大于等于1000MPa。2CN112453384A说明书1/5页一种扩散粘接钛粉制备方法技术领域[0001