CN104525956A - 一种氢化钛合金粉末的制备方法 - Google Patents

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朱郎平
李建崇
南海
黄东
赵嘉琪
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本发明是一种氢化钛合金粉末的制备方法，该方法首先将钛合金母料进行氢化处理，使其吸氢发生脆化，然后粗破碎，再进行流化床气流磨研磨，从而制备得到粒度细小的氢化钛合金粉末。该发明过程简单，成本低廉，粉末粒度细小，清洁无污染，效率高，适用于氢化钛合金粉末的批量生产。

Description

一种氢化钛合金粉末的制备方法
技术领域
本发明是一种氢化钛合金粉末的制备方法，属于粉末冶金技术领域。
背景技术
钛合金处理具有密度低、强度高、耐腐蚀性强等特点，广泛应用于航空、航天、化工等领域。传统的钛合金成型主要采用铸造及锻造等手段，锻造钛合金性能较高，但难以实现复杂构件近终成型，且材料利用率低，铸造方法能够得到近终成型钛合金构件，但该方法难以避免生产铸造缺陷，性能偏低；粉末冶金方法不仅能够实现复杂构件近净成型，而且得到的合金组织晶粒细小，致密度高，具有很高的力学性能。然而在国内，钛及钛合金粉末冶金领域由于受到技术发展及设备限制，技术成熟度较低，目前还处于研究阶段，特别在粉末制备方面，由于传统的雾化方法需经过液态转变，而钛合金在液态下活性高，易于其它材料及氧、氮等气体发生反应，制备难度较大。
利用钛的吸氢脆化原理，通过氢化-脱氢技术可以制备得到粒度细小的钛粉末。该方法通过将钛块料置入高温环境并通入氢气，钛块在高温环境中吸氢实现脆化，然后通过研磨手段将氢化钛料进行破碎细化，制备得到氢化钛粉末。
该发明通过氢处理手段实现对钛合金块料进行吸氢脆化处理，并通过气流磨研磨方法，制备得到粒度细小的氢化钛合金粉末。该方法避免了液态反应的问题，能够得到极细的氢化钛合金粉体，且可以实现批量生产，具有重要的应用价值和前景。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种氢化钛合金粉末的制备方法，其目的是制备出适合于批量生产氢化钛合金粉末。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种氢化钛合金粉末的制备方法，其特征在于：该方法步骤如下：
1)氢处理：将钛合金母料装入氢化炉内进行氢化处理，首先抽真空至0.1Pa以下，然后加热并通入氢气，使炉内氢气压力达到1～100000Pa，加热到温度450～850℃，保温时间3.5～8小时，随炉冷却至100℃以下出炉；
钛合金母料在装炉前经过吹砂、酸洗、清洗及烘干工序，以去除表面氧化层或油污；
2)粗破碎：将经过氢处理后的钛合金母料在惰性气氛保护下进破碎，粒度＜5mm；
3)气流磨：将破碎后的钛合金颗粒装入流化床气流磨进行研磨，入料口采用密封处理，钛合金颗粒在气氛保护下送入研磨腔中，研磨压力0.5～0.9MPa，分选机转速1000～10000转/分钟；
4)收粉：收集得到氢化钛合金粉末到气氛保护的容器中，出粉口采用密封处理，并与大气隔离。
本发明方法不同于传统对纯钛进行氢化-脱氢制备纯钛粉的技术，通过钛合金块料在高温氢气氛中吸氢脆化，然后通过气流磨研磨技术，制备得到粒度细小的氢化钛合金粉末。该氢化钛合金粉末不直径进行脱氢处理制备钛合金粉末，而可将合金中的氢保留在粉体当中，可避免在保存及后续成形过程中粉体受到氧等杂质元素污染。该技术制备氢化钛合金粉末，过程简单，成本低廉，粉末粒度细小，清洁无污染，效率高，适用于氢化钛合金粉末的批量生产。本发明主要用于批量生产氢化钛合金粉末，具有十分重要的应用价值和广阔的应用市场。
具体实施方式
实施例1
本实施方式的步骤及工艺流程如下：
1、将TC4钛合金块料经过吹砂、酸洗、清洗后，在温度100℃烘烤2小时。
2、将清洁处理后的钛合金快料装入氢化炉内，抽真空至0.1Pa，然后加热并通入氢气，温度450℃，时间8小时，炉内氢气压力100000Pa，随炉冷却至50℃出炉；
步骤二：将经过氢处理后的钛合金母料在氩气保护手套箱内通过粉碎机破碎，得到粉体平均粒径0.5mm；
步骤三：将破碎后的钛合金颗粒装入流化床气流磨进行研磨，研磨压力0.5MPa，分选机转速10000转/分钟；
步骤四：收集得到氢化钛合金粉末。
对收集得到粉粉体检测粒度，其平均粒径为1.01微米。
实施例2
本实施方式的步骤及工艺流程如下：
1、将TC4钛合金块料经过吹砂、酸洗、清洗后，在温度100℃烘烤2小时。
2、将清洁处理后的钛合金快料装入氢化炉内，抽真空至0.1Pa，然后加热并通入氢气，温度850℃，时间3.5小时，炉内氢气压力1Pa，随炉冷却至100℃出炉；
步骤二：将经过氢处理后的钛合金母料在氩气保护手套箱内捣碎，得到粉体平均粒径5mm；
步骤三：将破碎后的钛合金颗粒装入流化床气流磨进行研磨，研磨压力0.9MPa，分选机转速1000转/分钟；
步骤四：收集得到氢化钛合金粉末。
对收集得到粉粉体检测粒度，其平均粒径为85.6微米。
实施例3
本实施方式的步骤及工艺流程如下：
1、将TC4钛合金块料经过吹砂、酸洗、清洗后，在温度80℃烘烤3小时。
2、将清洁处理后的钛合金快料装入氢化炉内，抽真空至0.1Pa，然后加热并通入氢气，温度550℃，时间5小时，炉内氢气压力1Pa，随炉冷却至80℃出炉；
步骤二：将经过氢处理后的钛合金母料在氩气保护手套箱内捣碎，得到粉体平均粒径5mm；
步骤三：将破碎后的钛合金颗粒装入流化床气流磨进行研磨，研磨压力0.7MPa，分选机转速7000转/分钟；
步骤四：收集得到氢化钛合金粉末。
对收集得到粉粉体检测粒度，其平均粒径为10.5微米。

Claims (1)

1.一种氢化钛合金粉末的制备方法，其特征在于：该方法步骤如下：
1)氢处理：将钛合金母料装入氢化炉内进行氢化处理，首先抽真空至0.1Pa以下，然后加热并通入氢气，使炉内氢气压力达到1～100000Pa，加热到温度450～850℃，保温时间3.5～8小时，随炉冷却至100℃以下出炉；
钛合金母料在装炉前经过吹砂、酸洗、清洗及烘干工序，以去除表面氧化层或油污；
2)粗破碎：将经过氢处理后的钛合金母料在惰性气氛保护下进破碎，粒度＜5mm；
3)气流磨：将破碎后的钛合金颗粒装入流化床气流磨进行研磨，入料口采用密封处理，钛合金颗粒在气氛保护下送入研磨腔中，研磨压力0.5～0.9MPa，分选机转速1000～10000转/分钟；
4)收粉：收集得到氢化钛合金粉末到气氛保护的容器中，出粉口采用密封处理，并与大气隔离。
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