一种大量制备微细球形钛铝基合金粉的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101850424A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CNCN101850424101850424A(43)申请公布日2010.10.06(21)申请号201010192205.6(22)申请日2010.05.26(71)申请人北京科技大学地址100083北京市海淀区学院路30号(72)发明人何新波王述超路新盛艳伟朱郎平曲选辉(74)专利代理机构北京东方汇众知识产权代理事务所(普通合伙)11296代理人刘淑芬(51)Int.Cl.B22F9/04(2006.01)C22C1/03(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种大量制备微细球形钛铝基合金粉的方法(57)摘要本发明提供一种大量制备微细球形钛铝基合金粉的方法，属于粉末制备的技术领域。以高纯铝和海绵钛为主要原料，以Al-Nb中间合金、Ti-B合金、钨粉、高纯度的钇屑为辅助原料，在真空自耗电极电弧凝壳炉或真空感应炉中熔炼成合金铸锭，然后经粗破碎、涡流气流磨研磨制成不规则微细合金粉末，最后经射频(RF)等离子体球化处理后制备出微细球形钛铝基合金粉。所制备合金粉末具有纯度高、粒度细小、粒度分布窄、均匀性好、球形度高、流动性好等优点，可满足注射成形、凝胶注模成形及热喷涂等技术工业生产的需要。CN108542ACN101850424ACCNN110185042401850425A权利要求书1/1页1.一种大量制备微细球形钛铝基合金粉的方法，其特征在于：以纯度为99.99％的高纯铝和海绵钛为主要原料，以Al-Nb中间合金、Ti-B合金、钨粉、以纯度为99.99％的高纯度钇屑为辅助原料，在真空自耗电极电弧凝壳炉或真空感应炉中熔炼成合金铸锭，其中合金铸锭的成分为：Al原子百分含量为43-49％，Nb原子百分含量为4-9％，B、W、Y均为0.1-0.2％，其余为Ti的原子百分含量；将合金铸锭通过粗破碎方式，破碎成为粒度为0.5～2mm的粉料；将粉料通过涡流气流磨研磨制成不规则微细合金粉末，其中涡流气流磨的研磨气体压力为0.50～0.80Mpa，分选机转数为2500～8000转；将不规则微细合金粉末经射频等离子体球化处理后制备出微细球形钛铝基合金粉，所述的射频等离子体球化处理主要工艺参数为：功率30～100KW，氩气工作气流量20～30slpm，氩气保护气流量40～100slpm，系统负压80～200mm汞柱，粉末携带气流量2～8slpm，送粉速率为20～60g/min。2CCNN110185042401850425A说明书1/3页一种大量制备微细球形钛铝基合金粉的方法技术领域[0001]本发明属于粉末制备技术领域，特别是提供了一种制备微细球形钛铝基合金粉的方法。技术背景[0002]TiAl基合金具有比重低、高温强度好、抗氧化、抗蠕变性能优良等优势，被认为是最有希望的新一代轻质高温合金，在航空航天、汽车、生物工程、手表、体育用品、环保等技术领域拥有十分广阔的应用和发展前景。但是，TiAl合金材料普遍存在室温延性低、塑性加工成形困难、制备成本高等问题，限制了其发展与应用。在众多材料制备工艺中，粉末冶金制备技术不仅可以获得均匀的细晶组织，而且可以直接制备出具有或接近最终形状的零件，已成为解决制约TiAl合金发展瓶颈问题的有效途径之一。在制备三维复杂形状的近终形产品方面，粉末注射成形和凝胶注模成形等工艺具有独特的优势。采用以上工艺制备TiAl基合金材料要求原料粉末为粒度细小、分布均匀、形状规则、流动性好的TiAl基合金粉末。但是，目前现有的粉末制备工艺还不能高效的制备出满足要求的TiAl基合金粉末，比如元素混合粉末反应合成工艺虽然简单，但制得的粉末形状不规则，且氧含量和杂质含量较高；传统惰性气体雾化由于存在坩埚污染，容易在粉末中带入非金属夹杂；等离子旋转电极雾化、无坩埚感应电极雾化可以制备高纯净度的TiAl合金粉末，但这两种方法制备的粉末较粗(平均粒度一般在100～150μm以上)，尤其是粒度小于20μm的粉末比例很小。[0003]本发明采用涡流气流磨研磨结合射频等离子球化技术来制备TiAl基合金粉末，所制备粉末具有纯度高、粒度细小、粒度分布窄、球形度高、流动性好等特点，可适用于粉末注射成形、凝胶注模成形及热喷涂等工艺。[0004]涡流气流磨研磨制备金属粉末，是通过压缩氮气经过喷嘴急剧膨胀加速产生超音速喷射流，在研磨腔下部形成向心逆喷射流场，在压差的作用下使粉碎腔底部的物料流态化，被加速的物料在多喷嘴的交汇点汇合，产生剧烈的冲击、碰撞、摩擦而粉碎。该工艺在制取微细及超细粉末方面，拥有广泛的适用性、简单可靠的粒度调节和分级方法、工艺流程配置灵活简便等特点。射频(RF)等离子体粉末制备技术是采用载气将金属粉末送入高温等离子体中，