一种球形钛粉的制备方法.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CN111421142A(43)申请公布日2020.07.17(21)申请号202010218069.7B22F9/14(2006.01)(22)申请日2020.03.25B22F1/00(2006.01)(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人徐宝强杨斌刘刚万贺利王凤康刘浪杨佳王飞田阳熊恒刘大春蒋文龙李一夫孔令鑫孔祥峰(74)专利代理机构昆明润勤同创知识产权代理事务所(特殊普通合伙)53205代理人付石健(51)Int.Cl.B22F9/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种球形钛粉的制备方法(57)摘要本发明涉及一种球形钛粉的制备方法，属于冶金与金属材料制备技术领域。将铝粉与生石灰混合均匀、压块，放置于真空反应器一端；将二氧化钛与氯化钙的混合物压块放置于真空反应器另一端，经过真空热还原得到二氧化钛还原产物；将得到的二氧化钛还原产物经粉碎、酸洗、过滤、干燥、过筛后，获得金属钛粉；将得到的金属钛粉送入等离子炉中，进行球化处理，最终获得球形钛粉。本发明以钛白粉为原料，采用真空热还原法和等离子体球化工艺联合制备球形钛粉，制备的产品粉末的球化率高，钛粉粒度小、氧含量低等特点。CN111421142ACN111421142A权利要求书1/1页1.一种球形钛粉的制备方法，其特征在于：包括热还原二氧化钛和等离子球化处理两个主要步骤；包括以下步骤：步骤1、将铝粉与生石灰混合均匀、压块，放置于真空反应器一端；将二氧化钛与氯化钙的混合物压块放置于真空反应器另一端，经过真空热还原得到二氧化钛还原产物；步骤2、将步骤1得到的二氧化钛还原产物经粉碎、酸洗、过滤、干燥、过筛后，获得金属钛粉；步骤3、将步骤2得到的金属钛粉送入等离子炉中，进行球化处理，最终获得球形钛粉。2.根据权利要求1所述的球形钛粉的制备方法，其特征在于：所述步骤1中铝粉与生石灰质量比为0.35:1~0.5:1，在2MPa~10MPa下压制成块型。3.根据权利要求1所述的球形钛粉的制备方法，其特征在于：所述步骤1中真空热还原，压力维持在小于10Pa，还原温度1100~1300℃，保温时间8~20h。4.根据权利要求1所述的球形钛粉的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的粉碎、酸洗、过滤、干燥、过筛均在氩气气氛或真空下进行。5.根据权利要求1所述的球形钛粉的制备方法，其特征在于：所述步骤3中等离子炉为直流等离子或射频等离子体炉。6.根据权利要求1所述的球形钛粉的制备方法，其特征在于：所述步骤3中金属钛粉通过氩气载气载入等离子体炉中，等离子体炉工作功率20~30kW，载气流量控制为4~10L/min，钛粉的进料速率1~10g/min。2CN111421142A说明书1/4页一种球形钛粉的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种球形钛粉的制备方法，属于冶金与金属材料制备技术领域。背景技术[0002]钛具有密度低、比强度高、耐蚀性能好等优点，被广泛运用于航空航天等领域。随着粉末冶金、3D打印技术等球形钛粉的应用不断发展，对于球形钛粉的需求也快速增加，高纯度、低成本、氧含量低的球形钛粉的生产技术已成为国内外粉体制备技术研究的热点。目前，球形钛粉的制备方法主要有海绵钛机械粉碎法、雾化法和等离子旋转电极法等。[0003]其中，机械粉碎法是指通过简单机械的作用将金属或者合金粉碎成粉末的一种方法，由于钛具有韧性，此方法粉碎得到的粉末形状不规则，且粉碎过程中的污染使得钛的纯净度降低，不太符合生产要求；雾化法是利用高速气流对熔融金属液流进行冲击破碎，快速冷却形成金属粉末的一种方法，此方法在雾化过程中，金属液易变性，获得的粉末多为卫星球或空心颗粒；等离子旋转电极法是将金属或合金制成自耗电极，电极端面受电弧加热而熔化为液体，通过电极高速旋转的离心力将液体抛出并粉碎成细小液滴，最后冷凝成粉末的一种方法，此法所制备的粉末球形度较好、空心结构颗粒和行星颗粒很少，但此法也是有一定缺陷的，利用此法制备的球形钛粉的粒度多集中在百微米范围，50微米左右的球形钛粉的收得率较低。这些方法都是以海绵钛或者钛锭（钛棒）等致密钛为原料，所得球形钛粉的粒度较大、生产成本较高。发明内容[0004]针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种球形钛粉的制备方法。本发明以钛白粉为原料，采用真空热还原法和等离子体球化工艺联合制备球形钛粉，制备的产品粉末的球化率高，钛粉粒度小、氧含量低等特点。本发明通过以下技术方案实现。[0005]一种球形钛粉的制备方法，包括热还原二氧化钛和等离子球化处理两个主要步骤；包括以下步骤：步骤1、将铝粉与生石灰混合均匀、压块，放置于真空反应器一端；将二氧化钛与