感应电极旋转雾化制备3D打印钛合金粉末的方法及钛合金粉末技术

本申请涉及3D打印钛合金粉末领域，具体公开了一种感应电极旋转雾化制备3D打印钛合金粉末的方法及钛合金粉末，制备方法包括以下步骤：S1、熔炼，将钛合金棒送入熔炼室中在100

【技术实现步骤摘要】
感应电极旋转雾化制备3D打印钛合金粉末的方法及钛合金粉末


[0001]本专利技术涉及3D打印钛合金粉末领域，更具体地说，它涉及一种感应电极旋转雾化制备3D打印钛合金粉末的方法及钛合金粉末。

技术介绍

[0002]钛合金粉传统工艺方法主要是EIGA(感应电极气雾化)法、PREP(旋转电极雾化)法和PA(等离子雾化)法三种。
[0003]EIGA法是用高频线圈对钛合金棒材加温融化，熔成液体的钛合形液注，通过高压氩气对液注进行吹，从来形成的粉末颗粒。EIGA法得到的颗粒粒径为15
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53um，成粉率是30
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38％，颗粒球形度为88
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90％，成本适中。
[0004]PREP法是用等子方火焰对钛棒电级进行加温，使之融化成液体。同时此电极高速旋转，通过旋转的离心力把熔融的钛合金液甩出去从来得到的粉末颗粒。PREP法得到的颗粒粒径为15
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53um，成粉率是10
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20％，球形度90
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95％，成粉率过低，使得成本高。
[0005]PA法是用等离子枪产生的高温火焰及高压气体对钛合金丝材同时进行熔化及雾化而得到的粉末。PA法得到的用于3D打印的颗粒粒径为15
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53um，成粉率是50
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65％，球形度90
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92％，由于需要用3个等离子枪，每一个等离子枪的功率为300KW，加上辅助设备功率更大，而其产能每小时只有几千克，产量小，功率大，导致成本高。
[0006]针对上述中的相关技术，专利技术人认为EIGA法的粒径为15
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53um的成品收得率低，氩气消耗多，球形度偏低，成本偏高；PREP法粒径为15
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53um的成品收得率极低，成本偏极高；PA法氩气消耗多，成本偏高。

技术实现思路

[0007]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种感应电极旋转雾化制备3D打印钛合金粉末的方法及钛合金粉末，用于解决现有技术中粒径为15
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53um的成品收得率低，成本高的问题。
[0008]为实现上述目的及其他相关目的，
[0009]本专利技术第一方面提供一种感应电极旋转雾化制备3D打印钛合金粉末的方法，包括以下步骤：
[0010]S1、熔炼，将钛合金棒送入充有惰性气体的熔炼室中，驱动钛合金棒在100
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200r/min的转速下旋转，旋转的过程中对钛合金棒加热熔化，得到钛合金液柱，其中，钛合金棒直径50
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250mm，长度1000
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1500mm；
[0011]S2、雾化，钛合金液柱以液滴的状态滴落到旋转的雾化盘上，雾化盘转速为100000
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150000r/min，雾化盘通过离心力把液滴甩出、凝结成细小的颗粒；
[0012]S3，筛分，对颗粒进行筛分，得到粒径为15
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53um的3D打印钛合金粉末。
[0013]通过采用上述技术方案，整个工艺能耗降低，但产能大大增加，相当于PA法产能的
10倍，并且仍能保持粒径为15
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53um的3D打印钛合金粉末具有较好的成品率和球形度，相对于现有技术大大降低了成本。钛合金是非常活泼的材料易氧化，因此惰性气体作为保护气氛能够防止钛合金氧化。并且雾化过程中不用高压氩气对液注进行吹，所以不消耗氩气。
[0014]钛合金棒在100
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200r/min的转速下旋转，使钛合金棒受热均匀，得到粒径为1.2
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2.5mm的钛合金稳定液注，从而保持成品率和球形度。转速太小，钛合金棒受热不均匀，得到的钛合金液柱的直径小，导致滴落到雾化盘上的量少，使得雾化得到的颗粒数量少，导致产量低，成本提高。转速太大，转速过快还可能导致钛合金液柱未滴落到雾化盘就被甩出，进一步导致成品率和产量降低。
[0015]钛合金棒直径影响甩出颗粒的量，从而影响钛合金粉末的产量，产量更大，有利于降低生产成本。但钛合金棒直径过大，得到的钛合金液柱的直径增大，但雾化盘上的合金液量过多会导致甩出的颗粒粒径过大，使得成品率降低；颗粒过大还会导致颗粒来不及凝固而变形互相粘黏，从而影响球形度。钛合金棒长度有利于实现连续化不间断的生产，但太长不便于下料等操作。
[0016]雾化盘转速影响成品率和球形度，雾化盘转速过快甩出的力大，产品的粒径过小，导致成品率低，并且导致颗粒间间隔时间短，容易粘黏，也会降低成品率和球形度。转速过慢导致产品粒径过大，也不利于成品率。
[0017]优选的，所述钛合金棒转速为120
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140r/min。
[0018]通过采用上述技术方案，钛合金棒转速为120
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140r/min时得到的钛合金粉末粒径为15
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53um的成品率和球形度更好。
[0019]优选的，所述钛合金棒直径150
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200mm。
[0020]通过采用上述技术方案，得到的粒径为15
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53um的3D打印钛合金粉末成品率和球形度更好。
[0021]优选的，所述雾化盘转速为130000r/min。
[0022]通过采用上述技术方案，得到的粒径为15
‑
53um的3D打印钛合金粉末成品率和球形度更好。
[0023]优选的，所述步骤s1中，通过高频线圈对钛合金棒进行加热，高频线圈的功率为70
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80KW。
[0024]通过采用上述技术方案，高频线圈使得钛合金棒受热更均匀，高频线圈的功率影响棒材的熔化的速率，影响钛合金液柱直径大小，从而影响钛合金液滴到雾化盘上的量。功率过小，雾化盘上的量少，产量低；过滤过大，落到雾化盘上的量大，导致甩出的颗粒粒径过大，使得成品率降低；颗粒过大还会导致颗粒来不及凝固而变形互相粘黏，从而影响球形度。
[0025]优选的，所述惰性气体为氩气。
[0026]通过采用上述技术方案，氩气不与钛合金棒反应，并且保护效果更佳。
[0027]优选的，所述钛合金棒为Ti6Al4V合金棒。
[0028]通过采用上述技术方案，Ti6Al4V合金材料比重小、质轻，容易甩出雾化，成品率更高，而且具有非常好的机械性能和耐腐蚀性。
[0029]本专利技术的第二方面，提供一种钛合金粉末，由上述任意一种感应电极旋转雾化制备3D打印钛合金粉末的方法制得。
[0030]通过采用上述技术方案，得到的粒径为15
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53um的3D打印钛合金粉末球形度好，含氧量低。
[0031]如上所述，本专利技术的完整的专利技术名称，具有以下有益效果：
[0032]整个工艺能耗降低，但产能大大增加，相当于PA法产能的10倍，并且仍能保持粒径为15
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53um的3D打印钛合金粉末具有较好的成品率和球形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种感应电极旋转雾化制备3D打印钛合金粉末的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、熔炼，将钛合金棒送入充有惰性气体的熔炼室中，驱动钛合金棒在100
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200r/min的转速下旋转，旋转的过程中对钛合金棒加热熔化，得到钛合金液柱，其中，钛合金棒直径50
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250mm，长度1000
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1500mm；S2、雾化，钛合金液柱以液滴的状态滴落到旋转的雾化盘上，雾化盘转速为100000
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150000r/min，雾化盘通过离心力把液滴甩出、凝结成细小的颗粒；S3，筛分，对颗粒进行筛分，得到粒径为15
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53um的3D打印钛合金粉末。2.根据权利要求1所述的感应电极旋转雾化制备3D打印钛合金粉末的方法，其特征在于：所述钛合金棒转速为120
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140r/min。3.根据权利要求1所述的感应电极旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈宝祥，
申请(专利权)人：安徽中体新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：