CN107866563A - 一种tb6合金球形粉末的制备方法 - Google Patents

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闫飞
韩志宇
王庆相
梁书锦
张平祥
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    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/06—Metallic powder characterised by the shape of the particles
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/14—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes using electric discharge

Abstract

一种TB6合金球形粉末的制备方法，包括以下步骤：步骤1，TB6母合金棒的熔炼；步骤2，对TB6合金棒进行加工后的电击棒直径为10‑90mm，长度为100‑1000mm；步骤3，将电极棒置惰性气体反应室内并高速旋转，采用功率为100‑300KW的等离子枪加热电极棒端部，使电极棒端部融化；步骤4，熔融金属雾化后在离心力作用下飞出，形成细小液滴，液滴在保护气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集器中，得到TB6合金球形粉末；制备TB6合金球形粉末，具有高圆形度、流动性良好的特点。

Description

一种TB6合金球形粉末的制备方法
技术领域
本发明属于合金球形粉末制备技术领域，具体涉及一种TB6合金球形粉末的制备方法。
背景技术
钛及钛合金作为结构金属，具有比强度高、抗腐蚀性好、耐高温等一系列突出优点，能够进行多种方式的压力加工成形、焊接和机械加工。随着钛合金研究和生产的发展，被广泛应用于航空航天等领域，如涡轮发动机和飞机构架等关键部位。
TB6合金属于高V当量的近β钛合金，具有比强度高、热稳定性好、抗蠕变性能优异和可焊性强等优点，被广泛地应用于航空航天工业中关键零部件的制造。
采用传统的锻造和铸造方法生产TB6钛合金成材率低，容易产生废料，从而导致了TB6合金的生产成本较高。此外，传统铸锻工艺很难直接制造出具有复杂形状的零件，经过后续的加工处理后，材料利用率（Buy-to-fly-ratio）进一步降低，同时大幅增加了生产周期。粉末冶金制备方法是一种具有工艺流程短、材料利用率高、组织细小均匀、成分可控等优点的近净成形技术，可以克服传统加工方法的缺陷，但是粉末冶金对粉末的性能要求苛刻，传统的方法制备的粉末品质与批次稳定性普遍较差。
粉末的圆形度是影响粉末性能（包括流动性、压缩比等）的关键因素，描述了粉末与圆形接近的程度，圆形度好的粉末更利于后续的成形工艺。PREP制粉原理利用了离心力与表面张力的协同作用，粉末会自发形成球形。因此，采用PREP法制备高温钛合金TB6具有良好的应用前景。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种TB6合金球形粉末的制备方法，具有高圆形度、流动性良好的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种TB6合金球形粉末的制备方法，按质量百分比，包括以下步骤：
步骤1，TB6母合金棒的熔炼；合金成分按照GB/T3620-2016进行配比；
步骤2，将步骤1的TB6合金母合金棒坯制成电极棒，电极棒直径为10-90mm，长度为100-1000mm，电极棒直线度偏差控制在≤0.1mm/m；
步骤3，将电极棒置于惰性气体密闭反应室内并高速旋转，采用等离子枪加热电极棒端部，使其融化；
步骤4，熔融金属雾化后在离心力作用下飞出，形成细小液滴，液滴在保护气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集容器内，得到TB6合金球形粉末。
所述的电极棒的转速为1000～35000rpm
所述的惰性气体为氦气或氩气或二者的混合气体。
本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明TB6合金球形粉末的制备方法，通过高速旋转离心雾化的方法制备TB6合金球形粉末，最大限度地减少合金成分偏析，消除组织粗大及不均匀组织。同时可实现近净成形和自动化批量生产，有效降低金属的损耗。因其生产过程中不与坩埚和脱氧剂等混合，不怕混入杂质，所以制取成粉末具有高纯度，球形度良好，低价杂物含量等性能指标，保证了材料成分配比的正确性和均匀性。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
实施例1：
一种TB6合金球形粉末的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，TB6母合金棒的熔炼；合金成分按照GB/T3620-2016进行配比；
步骤2，将步骤1的TB6合金母合金棒坯制成电极棒，电极棒直径为90mm，长度为1000mm，电极棒直线度偏差控制在0.1mm/m；
步骤3，将电极棒置于充有氦气的密闭反应室内并高速旋转，采用等离子枪加热电极棒端部，使其融化；
步骤4，熔融金属雾化后在离心力作用下飞出，形成细小液滴，液滴在保护气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集容器内，得到TB6合金球形粉末；
所述的电极棒的转速为20000rpm。
采用Image Pro Plus测量其圆形度为99.42%，采用霍尔流速计测量其流速为23.7s/50g。
实施例2
一种TB6合金球形粉末的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，TB6母合金棒的熔炼；合金成分按照GB/T3620-2016进行配比；
步骤2，将步骤1的TB6合金母合金棒坯制成电极棒，电极棒直径为45mm，长度为550mm，电极棒直线度偏差控制在0.05mm/m；
步骤3，将电极棒置于充有氦气+氩气的密闭反应室内并高速旋转，采用等离子枪加热电极棒端部，使其融化；
步骤4，熔融金属雾化后在离心力作用下飞出，形成细小液滴，液滴在保护气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集容器内，得到TB6合金球形粉末。
所述的电极棒的转速为1000rpm。
采用Image Pro Plus测量其圆形度为99.35%，采用霍尔流速计测量其流速为24.3s/50g。
实施例3
一种TB6合金球形粉末的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，TB6母合金棒的熔炼；合金成分按照GB/T3620-2016进行配比；
步骤2，将步骤1的TB6合金母合金棒坯制成电极棒，电极棒直径为10mm，长度为100mm，电极棒直线度偏差控制在0.01mm/m；
步骤3，将电极棒置氩气密闭反应室内并高速旋转，采用等离子枪加热电极棒端部，使其融化；
步骤4，熔融金属雾化后在离心力作用下飞出，形成细小液滴，液滴在保护气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集容器内，得到TB6合金球形粉末。
所述的电极棒的转速为35000rpm。
采用Image Pro Plus测量其圆形度为99.27%，采用霍尔流速计测量其流速为22.6s/50g。

Claims (5)

1.一种TB6合金球形粉末的制备方法，按质量百分比，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，TB6母合金棒的熔炼；合金成分按照GB/T3620-2016进行配比；
步骤2，将步骤1的TB6合金母合金棒坯制成电极棒，电极棒直径为10-90mm，长度为100-1000mm，电极棒直线度偏差控制在≤0.1mm/m；
步骤3，将电极棒置于惰性气体密闭反应室内并高速旋转，采用等离子枪加热电极棒端部，使其融化；
步骤4，步骤3的电极棒端部金属雾化后在离心力作用下飞出，形成细小液滴，液滴在保护气体中快冷后形成球形颗粒，落入雾化室底部收集容器内，得到TB6合金球形粉末。
2.根据权利要求1所述的一种TB6合金球形粉末的制备方法，其特征在于，所述的TB6合金球形粉圆形度在99%以上。
3.根据权利要求1所述的一种TB6合金球形粉末的制备方法，其特征在于，所述的TB6合金球形粉霍尔流速<25s/50g。
4.根据权利要求1所述的一种TB6合金球形粉末的制备方法，其特征在于，所述的电极棒的转速为1000～35000rpm。
5.根据权利要求1所述的一种TB6合金球形粉末的制备方法，其特征在于，所述的惰性气体为氦气或氩气或二者的混合气体。
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