钽钨合金粉末及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种制备钽钨合金粉末的方法，包括以下步骤：提供钽钨合金铸锭；将所述钽钨合金铸锭熔炼反复熔炼多次；锻造上一步产物；将上一步产物至于氢气气氛下进行氢化热处理；机械破碎上一步产物，获得粗粉末；从粗粉末中筛分出粒径范围在aμm

【技术实现步骤摘要】
钽钨合金粉末及其制备方法


[0001]本专利技术属于材料领域，具体涉及钽钨合金粉末及其制备方法。

技术介绍

[0002]钽钨合金是一种高密度、高熔点、高强度的稀有金属合金材料，具有很高的高温强度、良好的延展性、可焊性和优良的耐腐蚀性能，适用于高温、高压、耐腐蚀等工作环境，近年来在工业上的发展很快，特别是在化工、航天和原子能工业等方面应用十分广泛，是一种十分重要的工程和功能材料。钨在钽中与钽形成置换式连续固溶体，起到固溶强化的作用，显著提高钽金属的室温和高温力学性能。
[0003]目前对于钽钨合金材料常规采用热加工挤压、锻造开坯，经过径锻、轧制等方式加工成坯料，后经过机加工等方式加工成所需要架构零部件。近几年随着3D打印的技术的发展，对于异形个性化要求产品，可以采用3D打印的方式来实现。国内目前对于纯钽球形粉的研究相对成熟，对于钽钨合金球形粉的研究尚不成熟。通过采用此方案制备出满足3D打印要求的钽钨合金球形粉。

技术实现思路

[0004]专利技术人发现，增材制造过程中，钽钨合金容易吸氧开裂和粉末球形度不够形成打印缺陷。
[0005]本专利技术提供一种增材制造用钽钨合金粉末及其制备方法。本专利技术提供的钽钨合金粉末，其合金成份均匀、粒度分布集中(例如粒径范围15
‑
53μm)、球形度高、氧含量低(例如氧含量≤300ppm)。本专利技术的钽钨合金球形粉末可满足3D打印(增材制造)工艺要求。将本专利技术钽钨合金粉末用于3D打印技术，能够实现个性化、结构复杂零件的打印，进而推进钽钨合金在化工、航天、兵器和原子能工业等领域应用。
[0006]本公开提供一种制备钽钨合金粉末的方法，包括以下步骤：
[0007]提供钽钨合金铸锭；
[0008]将所述钽钨合金铸锭熔炼反复熔炼多次；
[0009]锻造上一步产物；
[0010]将上一步产物至于氢气气氛下进行氢化热处理；
[0011]机械破碎上一步产物，获得粗粉末；
[0012]从粗粉末中筛分出粒径范围在aμm
‑
bμm的粉末，a＝10～20，b＝50～60；
[0013]将上一步产物在真空下进行脱氢热处理；
[0014]向上一步产物中加入镁粉(例如按0.1
‑
1wt％添加)，进行降氧热处理；
[0015]对上一步产物进行等离子球化处理，使粉末球形度达到99％以上。
[0016]采用上述特定工艺顺序，即制坯、氢化、破碎、脱氢、降氧、酸洗、等离子球形化处理，获得的球形钽钨合金粉末具有成份均匀、粒度分布集中、球形度高、氧含量低的优点。
[0017]在一些实施方案中，锻造温度为800～900℃。
[0018]在一些实施方案中，氢气气氛的氢气压力为0.16～0.19MPa。
[0019]在一些实施方案中，氢化热处理的温度为600～900℃。
[0020]在一些实施方案中，脱氢热处理的温度为600～900℃。
[0021]在一些实施方案中，降氧热处理的温度为500～1000℃。
[0022]在一些实施方案中，氢化热处理包括以下操作：
[0023]在T1热处理3～5小时(例如4小时)，T1＝500～800℃(例如600
‑
700℃)；
[0024]在T2热处理0.5
‑
2.5小时(例如1
‑
2小时)，T2＝600～900℃(例如700～800℃)，T2‑
T1≥50。
[0025]在一些实施方案中，脱氢热处理包括以下操作：
[0026]在600
‑
700℃(例如650℃)热处理60
‑
90min(例如70～80min)；
[0027]在880
‑
920℃(例如900℃)热处理120
‑
180min(例如140～160min)。
[0028]在一些实施方案中，降氧热处理包括以下操作：
[0029]在500
‑
650℃(例如550～600℃)热处理60
‑
90min(例如70～80min)；
[0030]在800
‑
900℃(例如850℃)热处理700
‑
800min(例如750min)。
[0031]在一些实施方案中，在锻造步骤和氢化处理步骤之间，还包括酸洗的步骤。
[0032]在一些实施方案中，在降氧处理和等离子球化处理之间，还包括酸洗的步骤。
[0033]在一些实施方案中，酸洗使用的酸为氢氟酸、硝酸和盐酸的混合酸。
[0034]在一些实施方案中，所述钽钨合金包括钽元素和钨元素，其中钽元素的含量为85～95wt％，钨元素的含量为5～15wt％。
[0035]在一些实施方案中，所述钽钨合金粉末的粒径范围为15
‑
60μm，氧含量＜300ppm。
[0036]在一些实施方案中，等离子球化处理的边气为He气和Ar气、送粉载气为Ar、中心气Ar气、等离子体功率35
‑
40KW、送粉速率25
‑
30g/min。
[0037]在一些实施方案中，按照文字记载的顺序依次实施上述各个步骤。
[0038]在一些实施方案中，上述各步骤的实施循序是任意的，不限于文字记载的顺序。
[0039]在一些方面，本公开提供一种钽钨合金粉末，由上述任一项所述的方法制备获得。
[0040]本专利技术的有益效果：
[0041]目前采用常规工艺无法实现部分个性化、异形件产品加工。对于3D打印用钽钨合金合金球形钽粉目前尚无制备技术。
[0042]本专利技术一个或多个实施方案具有以下一个或多个有益效果：
[0043](1)钽钨合金粉末的合金成份均匀；
[0044](2)钽钨合金粉末的粒度分布集中；
[0045](3)钽钨合金粉末的球形度高；
[0046](4)钽钨合金粉末的氧含量低。
[0047](5)本专利技术制造的钽钨合金球形粉，采用3D打印技术，可以实现个性化、小批量异形件的加工，提高材料利用率，降低制造成本。
[0048]术语说明
[0049]属于“等离子球化技术”是将金属粉体喷入感应等离子体流，在极高的温度下，这些粉体会立刻熔化，然后在表面张力的作用下自动变成球形。而这些球形的液态金属滴一旦离开等离子流就会立即冷却、硬化成球形的颗粒。
附图说明
[0050]图1是实施例1的球形钽钨合金粉末的放大100倍照片；
[0051]图2是实施例1的球形钽钨合金粉末的放大500倍照片；
具体实施方式
[0052]现在将详细提及本专利技术的具体实施方案。尽管结合这些具体的实施方案描述本专利技术，但应认识到不打算限制本专利技术到这些具体实施方案。相反，这些实施方案意欲覆盖可包括在由权利要求限定的专利技术精神和范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备钽钨合金粉末的方法，包括以下步骤：提供钽钨合金铸锭；将所述钽钨合金铸锭熔炼反复熔炼多次；锻造上一步产物；将上一步产物至于氢气气氛下进行氢化热处理；机械破碎上一步产物，获得粗粉末；从粗粉末中筛分出粒径范围在aμm
‑
bμm的粉末，a＝10～20，b＝50～60；将上一步产物在真空下进行脱氢热处理；向上一步产物中加入镁粉，进行降氧热处理；对上一步产物进行等离子球化处理，使粉末球形度达到99％以上。2.根据权利要求1所述的方法，其具有以下一项或多项特征：
‑
锻造温度为800～900℃；
‑
氢气气氛的氢气压力为0.16～0.19MPa；
‑
氢化热处理的温度为600～900℃；
‑
脱氢热处理的温度为600～900℃；
‑
降氧热处理的温度为500～1000℃。3.根据权利要求1所述的方法，其中，氢化热处理包括以下操作：在T1热处理3～5小时，T1＝500～800℃；在T2热处理0.5
‑
2.5小时，T2＝600～900℃；T2‑
T1≥50。4.根据权利要求1所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小平，张亚军，李兴钰，拓万勇，马晶，刘磊，车赛丽，
申请(专利权)人：宁夏东方钽业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：