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【技术实现步骤摘要】
本申请涉及增材制造领域,尤其涉及一种用于增材制造的钛合金粉末及其制备方法。
技术介绍
1、增材制造(additive manufacturing,am)也称3d打印,是融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术,以数字模型文件为基础,通过软件与数控系统将专用金属材料、非金属材料及医用生物材料,按挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积,制造出实体物品的制造技术。目前,该技术被广泛应用于航空航天、军事海洋、医用化工、新能源等领域。
2、钛及钛合金具有密度低,强度高、耐蚀性好、耐热性高、机械性能强和优异的生物相容性,是am中应用最广的原材料。高品质钛合金粉末是粉末钛合金增材制造技术的基础。粉末的多项指标会影响最终am成形件的性能,如外观质量、化学成分、粒度及粒度分布、流动性、致密度、纯净度和空心粉含量等。随着钛合金增材制造技术向着大型化、复杂化、高质化和低成本方向发展,对高品质钛合金粉末的需求越来越迫切,钛合金增材制造技术和高性能的钛合金粉末制备技术将具有更广阔的发展前景。
技术实现思路
1、本申请的一个目的在于提供一种用于增材制造的钛合金粉末及其制备方法,其具有致密度高、氧含量低的优点。
2、为达到以上目的,本申请的一个方面提供一种用于增材制造的钛合金粉末的制备方法,包括以下步骤:
3、s1,将95~99质量份的钛原料、0.1~1质量份的碳纳米管和1~5质量份的锆粉混合后进行吸氢处理,得到氢化钛料;
4、s2,将步骤s1制得的氢化钛料
5、s3,将步骤s2制得的氢化钛粉料放入真空烧结炉进行脱氢处理,得到氢化脱氢钛粉料。
6、在一些实施例中,步骤s1先将钛原料、碳纳米管和锆粉于混料装置中混合均匀,然后放入吸氢炉,在550~800℃的温度和0.04~0.05kpa的压力下,吸氢处理3~6小时,得到氢化钛料。
7、在一些实施例中,步骤s1中的钛原料选自以下一种或多种的混合:海绵钛、钛合金碎料、钛屑、钛边角料。
8、在一些实施例中,步骤s1中的碳纳米管为多壁碳纳米管,其平均长度为5~20μm。
9、在一些实施例中,步骤s2中高能球磨的球料比为4~9:1,球磨时间12~24h。
10、在一些实施例中,步骤s2中的稀土元素为铈(ce)和钇(y)中的一种或两种的混合。
11、在一些实施例中,步骤s3中真空烧结炉的温度为600~900℃,真空度小于1pa,保温5~10h。
12、在一些实施例中,步骤s3之后还包括步骤s4,在高纯惰性气体保护下,对氢化脱氢钛粉料进行二次球磨破碎,得到超细钛合金粉末。
13、在一些实施例中,步骤s4是在高纯氩气保护下,采用4000~6000r/min的转速,500~700mpa的压力下进行二次球磨破碎。
14、本申请的另一个方面,还提供一种前述制备方法制备得到的钛合金粉末。
15、与现有技术相比,本申请的有益效果在于:本申请提供的制备方法能够实现钛废料的重新利用,有利于降低钛合金粉料的成本;本申请的制备方法,先将碳纳米管与锆粉与钛原料混合,再进行吸氢,碳纳米管的存在对氢化过程有一定的促进作用,而且碳纳米管作为增强材料,能够有效降低最终产物的氧含量并提高产物的致密度,此外,配合锆粉以及稀土元素的加入,进一步降低了产物中的氧含量,最终获得了低氧含量、高致密度的钛合金粉料。
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1.一种用于增材制造的钛合金粉末的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1先将所述钛原料、所述碳纳米管和所述锆粉于混料装置中混合均匀,然后放入吸氢炉,在550~800℃的温度和0.04~0.05KPa的压力下,吸氢处理3~6小时,得到氢化钛料。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中的所述钛原料选自以下一种或多种的混合:海绵钛、钛合金碎料、钛屑、钛边角料。
4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中的所述碳纳米管为多壁碳纳米管,其平均长度为5~20μm。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S2中的所述稀土元素为铈(Ce)和钇(Y)中的一种或两种的混合。
6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S2中高能球磨的球料比为4~9:1,球磨时间12~24h。
7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S3中真空烧结炉的温度为600~900℃,真空度小于1Pa,保温5~10h。
8.如权利要求1-7任一
9.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤S4是在高纯氩气保护下,采用4000~6000r/min的转速,500~700MPa的压力下进行二次球磨破碎。
10.一种采用权利要求1-9任一所述的制备方法制得的钛合金粉末。
...【技术特征摘要】
1.一种用于增材制造的钛合金粉末的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1先将所述钛原料、所述碳纳米管和所述锆粉于混料装置中混合均匀,然后放入吸氢炉,在550~800℃的温度和0.04~0.05kpa的压力下,吸氢处理3~6小时,得到氢化钛料。
3.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中的所述钛原料选自以下一种或多种的混合:海绵钛、钛合金碎料、钛屑、钛边角料。
4.如权利要求2所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中的所述碳纳米管为多壁碳纳米管,其平均长度为5~20μm。
5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s2中的所述稀土元素为铈(ce)和钇(y)中的一种或两种的...
【专利技术属性】
技术研发人员:蒲锋,彭炜,潘安达,翟彬,连栗,周鹏飞,杜杰,吕元坤,
申请(专利权)人:宁波尚材三维科技有限公司,
类型:发明
国别省市:
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