一种近球形钛粉及其制备方法技术

一种近球形钛粉及其制备方法，该制备方法包括如下步骤：钛粉的约束钝化，通过约束钝化获得钝化钛粉，以将高活性HDH钛及钛合金粉末的氧含量控制在设定水平，避免HDH钛及钛合金粉末曝空后的钝化氧增；以及钝化钛粉的整形处理，采用流化床气流磨整形、球磨整形或气

【技术实现步骤摘要】
一种近球形钛粉及其制备方法


[0001]本专利技术涉及粉末冶金技术，特别是一种低成本的近球形钛粉及其制备方法。

技术介绍

[0002]钛具有质轻、高强、耐热、耐蚀等优良特性，广泛应用于航空航天、生物医用、石油化工等领域。但钛活性高、熔点高、热导率低，现有技术的铸造机加工法很难制备复杂结构，造成钛资源极大浪费。而粉末冶金工艺作为一种近终成形技术，可以实现钛及钛合金零部件的一次成形，避免或减少机加工，提高材料利用率，有效降低制备成本，并能获得细小均匀组织，因此成为制备钛及钛合金应用零部件最为有效的技术手段之一。
[0003]增材制造和金属注射成形作为粉末冶金领域的主要技术，现有技术中所使用的粉末均为雾化球形钛粉，而雾化制粉技术工序复杂、粉体收得率低，导致制粉成本高昂，使得钛制品价格居高不下，严重限制了两种技术的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种近球形钛粉及其制备方法。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种近球形钛粉的制备方法，其中，包括如下步骤：
[0006]S100、钛粉的约束钝化，通过约束钝化获得钝化钛粉，以将高活性HDH钛及钛合金粉末的氧含量控制在设定水平，避免HDH钛及钛合金粉末曝空后的钝化氧增；以及
[0007]S200、钝化钛粉的整形处理，采用流化床气流磨整形、球磨整形或气
‑
固流化粉体整形将所述钝化钛粉转化为近球形钛粉。
[0008]上述的近球形钛粉的制备方法，其中，步骤S100进一步包括：
[0009]S101、将氢化脱氢后未曝空的钛及钛合金粉末装入旋转罐中，并抽真空至10
‑1～10
‑4Pa；
[0010]S102、将低温氩气充入所述旋转罐中，并控制所述旋转罐内的气压为0.2～0.5MPa；
[0011]S103、向所述旋转罐中充入氧气，充入氧气的氧分压为0.004～0.02MPa；
[0012]S104、保持10～60min进行钝化处理得到所述钝化钛粉。
[0013]上述的近球形钛粉的制备方法，其中，所述低温氩气的温度为
‑
50℃～0℃。
[0014]上述的近球形钛粉的制备方法，其中，步骤S200中，所述流化床气流磨整形包括如下步骤：
[0015]S211、使用高纯氩气冲洗流化床气流磨的研磨腔至氧含量低于10ppm；
[0016]S212、将所述钝化钛粉放入所述研磨腔中，以高纯氩气为研磨保护气体进行研磨；以及
[0017]S213、采用分选轮筛分不同粒度的粉末，得到粒度为5～45μm的低氧近球形钛粉。
[0018]上述的近球形钛粉的制备方法，其中，步骤S212中，所述研磨腔的研磨气体压强为0.4～0.7MPa，研磨时间为1～3h。
[0019]上述的近球形钛粉的制备方法，其中，所述分选轮的转速为1000～6000rpm，并在研磨一定时间后降低所述分选轮的转速。
[0020]上述的近球形钛粉的制备方法，其中，步骤S200中，所述气
‑
固流化粉体整形包括如下步骤：
[0021]S221、使用高纯氩气冲洗流化反应器，排空流化反应器内的空气；
[0022]S222、将所述钝化钛粉放入所述流化反应器中，并加热至400
‑
650℃，流化时间为1
‑
3h，流化过程中通入稳定流量的高纯氩气；
[0023]S223、待流化结束后，关闭热源并保持高纯氩气持续通入，所述高纯氩气的气体压强为0.05
‑
0.2MPa；以及
[0024]S224、降至室温后，用真空封装罐收集得到近球形钛粉。
[0025]上述的近球形钛粉的制备方法，其中，步骤S200中，所述球磨整形包括如下步骤：
[0026]S231、按照设定球料比将磨球与所述钝化钛粉装入球磨罐中；
[0027]S232、将所述球磨罐抽真空至10
‑3～10
‑1Pa，添加球磨介质，在160～300r/min转速下，球磨5～10h；
[0028]S233、待球磨结束后，将所述球磨罐中的粉末通过设定筛目的筛网进行分级筛分；以及
[0029]S234、将筛分得到的粉末在40～60℃的真空环境中干燥0.5～1.5h，得到近球形钛粉。
[0030]上述的近球形钛粉的制备方法，其中，所述磨球为直径6～10mm的氧化锆磨球，所述设定球料比为3：1～9：1，所述球磨介质为硬脂酸、航空煤油或酒精。
[0031]为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供了一种采用上述的近球形钛粉的制备方法制得的近球形钛粉。
[0032]本专利技术的技术效果在于：
[0033]本专利技术通过约束钝化将高活性HDH钛粉氧含量控制在极低水平，解决了HDH钛粉曝空后易钝化氧增难题；采用多种粉体整形技术将低成本的HDH钛粉转化为高附加值的近球形钛粉，具有显著的经济效益；粉体处理工序操作简单，工艺流程短，易于满足多种粉末近终成形的要求。
[0034]以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。
附图说明
[0035]图1为本专利技术实施例1采用钝化处理后的氢化脱氢Ti
‑
6Al
‑
4V合金粉末扫描电镜形貌图；
[0036]图2为本专利技术实施例2中采用流化床气流磨整形制备的近球形Ti
‑
6Al
‑
4V合金粉末扫描电镜形貌图；
[0037]图3为本专利技术实施例4采用气
‑
固流化整形制备的近球形Ti
‑
6Al
‑
4V合金粉末扫描电镜形貌图；
[0038]图4为本专利技术实施例6采用球磨整形制备的近球形纯Ti粉末扫描电镜形貌图。
具体实施方式
[0039]下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述：
[0040]本专利技术的近球形钛粉的制备方法，包括如下步骤：
[0041]步骤S100、钛粉的约束钝化，通过约束钝化获得钝化钛粉，以将高活性HDH钛及钛合金粉末的氧含量控制在设定水平，避免HDH钛及钛合金粉末曝空后的钝化氧增，所述钛粉为钛及钛合金粉末；以及
[0042]步骤S200、钝化钛粉的整形处理，采用流化床气流磨整形、球磨整形或气
‑
固流化粉体整形将所述钝化钛粉转化为近球形钛粉。
[0043]其中，步骤S100可进一步包括：
[0044]步骤S101、将氢化脱氢后未曝空的钛及钛合金粉末装入旋转罐中，并抽真空至10
‑1～10
‑4Pa；
[0045]步骤S102、将低温氩气充入所述旋转罐中，并控制所述旋转罐内的气压为0.2～0.5MPa，所述低温氩气的温度优选为
‑
50℃～0℃；
[0046]步骤S103、向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种近球形钛粉的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S100、钛粉的约束钝化，通过约束钝化获得钝化钛粉，以将高活性HDH钛及钛合金粉末的氧含量控制在设定水平，避免HDH钛及钛合金粉末曝空后的钝化氧增；以及S200、钝化钛粉的整形处理，采用流化床气流磨整形、球磨整形或气
‑
固流化粉体整形将所述钝化钛粉转化为近球形钛粉。2.如权利要求1所述的近球形钛粉的制备方法，其特征在于，步骤S100进一步包括：S101、将氢化脱氢后未曝空的钛及钛合金粉末装入旋转罐中，并抽真空至10
‑1～10
‑4Pa；S102、将低温氩气充入所述旋转罐中，并控制所述旋转罐内的气压为0.2～0.5MPa；S103、向所述旋转罐中充入氧气，充入氧气的氧分压为0.004～0.02MPa；S104、保持10～60min进行钝化处理得到所述钝化钛粉。3.如权利要求2所述的近球形钛粉的制备方法，其特征在于，所述低温氩气的温度为
‑
50℃～0℃。4.如权利要求1或2所述的近球形钛粉的制备方法，其特征在于，步骤S200中，所述流化床气流磨整形包括如下步骤：S211、使用高纯氩气冲洗流化床气流磨的研磨腔至氧含量低于10ppm；S212、将所述钝化钛粉放入所述研磨腔中，以高纯氩气为研磨保护气体进行研磨；以及S213、采用分选轮筛分不同粒度的粉末，得到粒度为5～45μm的低氧近球形钛粉。5.如权利要求4所述的近球形钛粉的制备方法，其特征在于，步骤S212中，所述研磨腔的研磨气体压强为0.4～0.7MPa，研磨时间为1～3h。6.如权利要求4所述的近球形钛粉的制备方法，其特征在于，所述分...

【专利技术属性】
技术研发人员：路新，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：