【技术实现步骤摘要】
制备合金粉末的装置、方法及应用该粉末制备靶材的方法
[0001]本专利技术属于粉末冶金
,涉及制备合金粉末的装置、方法及应用该粉末制备靶材的方法,其中,合金粉末为高铝含量钛铝合金球形粉末。
技术介绍
[0002]钛铝合金是一种真空镀膜用合金溅射靶材,在该合金中通过调配钛与铝的含量可以获得不同特性的钛铝合金靶材。钛铝金属间化合物属于硬脆材料,具有很好的耐磨性:例如,在普通刀具表面覆着一层钛铝金属间化合物,可有效延长刀具的使用时间;配合氮气放电起弧实施溅射,可获得高硬度、低摩擦系数的表面膜,特别适合各种刀具、模具和其它易损件的表面涂层,因此在机械加工行业具有较好的应用前景。然而,在镀膜过程中,钛铝靶材性能将影响镀膜层的质量,其中,靶材纯度越高、组织均匀形且晶粒尺寸越小、靶材致密度越高,越有利于镀膜过程的顺利进行和高质量膜的制备。
[0003]根据钛铝合金的性能差异,传统钛铝靶材的制备工艺为铸造法和粉末冶金法。其中,铸造法是将冶炼的不同成分的钛铝合金,浇铸成铸锭并进行机加成靶材,由于铝、钛都属于活泼元素,在浇铸过程出现铝热反应导致沸腾现象,最终形成的钛铝靶材缩孔较多,组织不均匀且粗大。而传统的粉末冶金法是将纯钛粉和纯铝粉按照原子比进行混合,混合后的粉末经过冷压烧结或直接热等静压制备成靶材,该上述方法使用原材料均为两种粉末的混合粉末并非钛铝间化合物,因此上述方法得到的钛铝合金会存在组织、成分不均匀的缺点,不利于靶材的溅射;同时混合粉中铝粉末的存在会导致热等静压超过500℃以上发生铝热反应烧损钢包套,且500℃以 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.一种制备高铝含量钛铝合金球形粉末的装置,其特征在于,包括用以提供制粉气氛的雾化舱室,所述雾化舱室的一侧分布有真空控制系统、驱动电机,另一侧分布有等离子枪冷却及控制系统,惰性气体组件;所述雾化舱室通过其底部的转动下粉嘴(4)与纯铝粉末收集器或钛铝粉末收集器相连通;所述真空控制系统通过真空管路与雾化舱室相连通,所述驱动电机连接纯铝棒材(1);所述等离子枪冷却及控制系统中的等离子枪(2)安装于雾化舱室的内壁,所述等离子枪(2)与惰性气体组件的送粉管路相连,所述送粉管路与装有钛粉(3
‑
4)的粉末输送器(3)相连;所述等离子枪(2)与纯铝棒材(1)的中心轴线位于同一直线上。2.根据权利要求1所述的制备高铝含量钛铝合金球形粉末的装置,其特征在于,所述粉末输送器(3)包括输送器本体;所述粉末输送器本体的顶部分别设置有加料阀门(3
‑
1)、真空组件,所述加料阀门(3
‑
1)、真空组件均与粉末输送器本体内的脱气仓(3
‑
2)相连;所述脱气仓(3
‑
2)的底部通过下粉流量控制器(3
‑
5)与送粉管路相连通。3.根据权利要求2所述的制备高铝含量钛铝合金球形粉末的装置,其特征在于,所述脱气仓(3
‑
2)的外部缠绕有加热电阻圈(3
‑
3)。4.根据权利要求1所述的制备高铝含量钛铝合金球形粉末的装置,其特征在于,所述等离子枪(2)包括枪体及安装在枪体端部的枪头,所述枪头包括位于中心的进气及粉末输送管路,所述进气及粉末输送管路的外部分布有冷却管路,所述冷却管路连通至等离子枪阳极(2
‑
5);所述进气管路的出气端连接有等离子枪阴极(2
‑
4),所述等离子枪阴极(2
‑
4)和等离子枪阳极(2
‑
5)之间设置有绝缘板(2
‑
3)。5.一种制备高铝含量钛铝合金球形粉末的方法,其特征在于,应用权利要求1
‑
4任一项所述的装置制备高铝含量钛铝合金球形粉末,具体步骤如下:1)制备纯度≥99.99%的纯铝棒材(1);2)对所述纯铝棒材(1)进行机械加工处理;3)将步骤2)处理后的纯铝棒材(1)放入雾化舱室中,且一端连接至驱动电机;4)启动真空控制系统对雾化舱室抽真空,保证真空度≤1.0
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‑4Pa;5)将传统PREP制备的纯钛球形粉末(2
‑
2)放入脱气仓(3
‑
2)内,进行真空加热脱气;6)经送粉管路充入恒定压力的Ar+He混合气体至等离子枪(2)内,开启等离子枪(2)产生等离子火焰(2
‑
1);同时启动驱动电机带动纯铝棒材(1)旋转,所述纯铝棒材(1)以恒定速度靠近等离子火焰(2
‑
技术研发人员:马宽,唐洪奎,卓君,李安,瞿宗宏,赖运金,王庆相,梁书锦,孙健豪,张康,常永锋,
申请(专利权)人:西安欧中材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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