CN110340371A - 一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法 - Google Patents

一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110340371A
CN110340371A CN201910722245.8A CN201910722245A CN110340371A CN 110340371 A CN110340371 A CN 110340371A CN 201910722245 A CN201910722245 A CN 201910722245A CN 110340371 A CN110340371 A CN 110340371A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
preparation
titanium
base compound
material manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910722245.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110340371B (zh
Inventor
韩远飞
方旻翰
吕维洁
黄光法
宋静雯
胡富国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University Baotou Materials Research Institute
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN201910722245.8A priority Critical patent/CN110340371B/zh
Publication of CN110340371A publication Critical patent/CN110340371A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110340371B publication Critical patent/CN110340371B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • 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
    • B22F1/065—Spherical particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • 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
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C14/00—Alloys based on titanium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0005—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with at least one oxide and at least one of carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C22C32/0052—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides
    • C22C32/0057—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides based on B4C
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C22C32/0052—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides
    • C22C32/0063—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only carbides based on SiC
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • C22C32/0073—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only borides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • 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
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0848—Melting process before atomisation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，包括以下步骤：A、将基体A与增强体B压制形成电极棒；B、将电极棒进行真空自耗熔炼，形成铸锭；C、将铸锭锻造拔长，并加工为棒材；D、将棒材进行电极感应熔炼气雾化制粉，即得。通过本发明方法，可以实现增强体均匀内嵌于制得的粉末内。该方法避免了传统的机械混粉工艺带来增强体分布不均、粉末附着较差、混粉效果难以定量表征等关键问题，对钛基复合材料复杂构件的增材制造(3D打印)制备具有很强的指导意义。

Description

一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法
技术领域
本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种颗粒增强钛基复合材料增材制造(3D打印)用粉末的制备方法。
背景技术
颗粒增强钛基复合材料(TMCs)是将多种陶瓷颗粒与基体钛合金组合而实现强化的一种新型金属基复合材料，具有低密度、高强度、高硬度、高比刚度和比模量等优良综合性能，已在先进材料制备与加工领域得到高度关注。但是，由于硬质颗粒增强体的存在，使得复合材料具有高比强度和高比刚度的同时，后续可加工性变差，复合材料一体化构件难以实现近净成形加工。
金属增材制造技术是近年来迅速发展的一种高端制造技术，基于“逐层堆积”的思想，通过多层的累加，得到所需的构件。仅需将所要制备的工件建立为一个三维模型，并将模型切片为若干层，通过激光或电子束快速熔化/凝固的过程即可从底层开始，通过累加而制备出构件。该技术在复杂构件的制备方面具备极其巨大的优势，无模具、一步制备出所需结构，极大缩短了工件的生产周期，降低了研发成本。
将难变形颗粒增强钛基复合材料与先进激光增材制造技术相结合，无需进行二次加工，为实现钛基复合材料复杂构件的一次近净成形创造了非常好的机遇，将彻底颠覆现有传统的钛基复合材料制备与加工方法，扩大应用潜力和价值。因此，探索颗粒增强钛基复合材料的粉末制备及其增材制造技术(3D打印)，不仅为应对日益严峻的国际竞争，而且还是为了满足国防和经济建设需要，满足航空航天装备关键零部件结构设计的进一步整体化、轻量化对现有制造技术的迫切需求。
目前国内外尚未出现增材制造专用颗粒增强钛基复合材料纯净化粉末，大部分复合材料增材制造技术研究，局限于将基体合金粉末与增强体颗粒进行机械混合，使增强体颗粒附着在基体球形粉表面。该方法得到的粉末在用于增材制造(3D打印)时，增强体粉末的分布均匀性、基体粉末流动性的损失程度、制备过程的缺陷控制等方面均存在着很大问题。因此，增材制造专用钛基复合材料粉末正受到国内外学者越来越广泛的关注，有着广泛的应用前景。另外，在难变形材料复杂构件激光增材制造方面，国内的研究现状相对欧美等国的研究成果来说，进展还相当缓慢，存在较大的差距，迫切需要继续进行深入的研究，解决主要的问题，将技术成熟化，应用到航空航天领域中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种颗粒增强钛基复合材料增材制造(3D打印)用粉末的制备方法，解决现有机械混合粉末中增强体分布不均，机械混合导致球形粉流动性下降等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，包括以下步骤：
A、将基体A与增强体B压制形成电极棒；
B、将电极棒进行真空自耗熔炼，形成铸锭；
C、将铸锭锻造拔长，并加工为棒材；
D、将棒材进行电极感应熔炼气雾化制粉，即得。
优选地，步骤A中，所述基体A为纯钛或钛合金，所述增强体B为TiB、TiC和La2O3中的至少一种。
优选地，所述钛合金选自Ti-6Al-4V、IMI834；所述增强体B的质量分数为0.1～10％；所述增强体B采用的前驱体选自TiB2、B4C、碳粉、LaB6、SiC。
优选地，步骤B中，所述真空自耗熔炼的真空度为1×10-2～1×10-3Pa、熔炼电流为1～3kA；真空度低于本区间则易导致杂质氧元素过多影响材料性能，熔炼电流在本优选区间外则易导致电极熔化不充分。
优选地，步骤B中，所述真空自耗熔炼的次数为大于等于三次。
优选地，步骤C中，所述拔长采用的温度条件为950-1100℃，所述锻造后需车光表面。
优选地，步骤D中，所述电极感应熔炼气雾化制粉的步骤具体为：用感应线圈熔化棒材，熔化后的棒材直接进行雾化处理，即得粉末。
优选地，所述熔化温度为1700～2000℃，若熔化温度在本区间外，则易导致熔化不完全。
优选地，所述雾化处理的压力为2.5～4MPa，采用的气体为氩气；压力在该范围外，则易导致粉末球形度不良，粒径分布不合要求。
优选地，所述方法还包括将步骤D得到的粉末进行过筛，得到0～53μm、53～150μm和150μm以上三种粒径分布的粉末。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明优化了熔炼过程与制粉过程的工艺参数，能够保证原位自生钛基复合材料铸锭内增强体分布均匀，原位反应进行完全，制得的粉末内部同样均匀分布增强体。
本发明适用于各种类型的钛基复合材料，包括纯钛基体、Ti-6Al-4V基体和IMI834等基体下的TiB、TiC、Ti5Si3、La2O3等增强的各类复合材料。
本发明实现了增强体在粉末中内嵌，而非传统机械混粉工艺得到的增强体在合金粉末表面附着的结构，避免了增强体分布不均、粉末附着较差、混粉效果难以定量表征等关键问题，得到了高度均匀、球形度好、卫星球较少的复合材料粉末。
本发明制得的粉末包含不同的粒径，经过筛分后可分别用于送粉式与铺粉式的增材制造工艺。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的流程图，包括了从配置基体合金A和前驱体B开始的多次熔炼过程与相应的示意图，以及粉末形貌的SEM表征结果和粒径分布；
图2为TiB增强钛基复合棒料用于制粉后所得的粉末内部微观结构照片，其中图2a为本发明方法制备的粉末；图2b为采用现有传统机械混粉工艺得到的粉末；图2a可见内部的TiB增强体分布为蜂窝网络状连续结构，实现了增强体在粉末中内嵌，而非传统机械混粉工艺得到的增强体在合金粉末表面附着的结构，图2b中则可见机械混粉后，增强体粉末附着在球形基体合金粉末上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供了一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，流程如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、以海绵钛、二硼化钛(TiB2)粉末为原料，以2.5kg每份称取，其中海绵钛质量分数为98.52％，二硼化钛质量分数为1.48％，倒入模具中，用机械压制为自耗电极；
步骤二、将电极放入真空自耗电弧炉中进行第一次真空熔炼，控制熔炼电流为1kA，真空度为1×10-2Pa，该熔炼过程重复进行三次，保证铸锭成分均匀，原位反应进行完全，得到三次锭；
步骤三、将所得的三次锭1050℃下进行锻造拔长，得到粗坯棒料，外径55mm，长度450mm，机加工车光为规整圆棒，外径50mm，长度430mm；
步骤四、采用电极感应熔炼气雾化制粉设备，用感应线圈将棒料电极加热至1700℃，熔体经漏孔自由向下流入气体雾化炉，雾化压力为2.5MPa，采用的气体为氩气，合金熔体破碎为细小液滴，经过快速冷却得到钛基复合材料粉末，并被收集起来；
步骤五、制得的钛基复合材料粉末经过筛分，按照0～53μm、53～150μm和150μm以上三种粒径分布进行，得到0～53μm粉末占比40％，53～150μm粉末占比57％，150μm以上粉末占比3％；
在FEI Nova 230上设置5kV电压和spot size为3.5观察粉末形貌，如图1,2所示。图1中的粉末形貌SEM照片为本实施例制得复合材料粉末的外观照片，可见球形度非常好，无表面污染，未见卫星球。图2a为复合材料粉末内部组织照片，可见内部的TiB增强体分布为蜂窝网络状连续结构，实现了增强体在粉末中内嵌，且分布均匀，而非传统机械混粉工艺得到的增强体在合金粉末表面附着的结构；图2b中则可见机械混粉后，增强体粉末附着在球形基体合金粉末上，粉末球形度有一定损失，出现了椭球状粉末，以及粉末上的附着不规则颗粒增多。
实施例2
本实施例提供了一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，流程如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、以海绵钛、二硼化钛(TiB2)粉末为原料，以2.5kg每份称取，其中海绵钛质量分数为99.9％，二硼化钛质量分数为0.1％，倒入模具中，用机械压制为自耗电极；
步骤二、将电极放入真空自耗电弧炉中进行第一次真空熔炼，控制熔炼电流为1kA，真空度为1×10-2Pa，该熔炼过程重复进行三次，保证铸锭成分均匀，原位反应进行完全，得到三次锭；
步骤三、将所得的三次锭950℃下进行锻造拔长，得到粗坯棒料，外径55mm，长度450mm，机加工车光为规整圆棒，外径50mm，长度430mm；
步骤四、采用电极感应熔炼气雾化制粉设备，用感应线圈将棒料电极加热至1700℃，熔体经漏孔自由向下流入气体雾化炉，雾化压力为2.5MPa，采用的气体为氩气，合金熔体破碎为细小液滴，经过快速冷却得到钛基复合材料粉末，并被收集起来；
步骤五、制得的钛基复合材料粉末经过筛分，按照0～53μm、53～150μm和150μm以上三种粒径分布进行，得到0～53μm粉末占比41％，53～150μm粉末占比56％，150μm以上粉末占比3％；
本实施例制备得到的粉末的形貌与实施例1基本相同，实现了增强体在粉末中内嵌。
实施例3
本实施例提供了一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、以海绵钛、纯铝丝、铝铌合金、铝钼合金、钛锡合金、硅单质、碳粉、锆单质、六硼化镧(LaB6)粉末为原料，以2.5kg每份称取，其中海绵钛、纯铝丝、铝铌合金、铝钼合金、钛锡合金、硅单质、碳粉、锆单质按IMI834合金成分进行配比，配好的合金基体所占的质量分数为90％，六硼化镧质量分数为10％，倒入模具中，用机械压制为自耗电极；
步骤二、将电极放入真空自耗电弧炉中进行第一次真空熔炼，控制熔炼电流为3kA，真空度为1×10-3Pa，该熔炼过程重复进行三次，保证铸锭成分均匀，原位反应进行完全，得到三次锭；
步骤三、将所得的三次锭1100℃下进行锻造拔长，得到粗坯棒料，外径54mm，长度570mm，机加工车光为规整圆棒，外径50mm，长度550mm；
步骤四、采用电极感应熔炼气雾化制粉设备，用感应线圈将棒料电极加热至2000℃，熔体经漏孔自由向下流入气体雾化炉，雾化压力为4MPa，采用的气体为氩气，合金熔体破碎为细小液滴，经过快速冷却得到钛基复合材料粉末，并被收集起来；
步骤五、制得的钛基复合材料粉末经过筛分，按照0～53μm、53～150μm和150μm以上三种粒径分布进行，得到0～53μm粉末占比43％，53～150μm粉末占比55％，150μm以上粉末占比2％。
本实施例制备得到的粉末的形貌与实施例1基本相同，实现了增强体在粉末中内嵌。
实施例4
本实施例提供了一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，流程如图1所示，包括以下步骤：
步骤一、以海绵钛、纯铝丝、铝钒合金、碳化硼(B4C)粉末为原料，以2.5kg每份称取，其中合金基体按Ti-6Al-4V配比进行称取，配好的合金基体所占的质量分数为99％，碳化硼质量分数为1％，倒入模具中，用机械压制为自耗电极；
步骤二、将电极放入真空自耗电弧炉中进行第一次真空熔炼，控制熔炼电流为1.5kA，真空度为1×10-3Pa，该熔炼过程重复进行三次，保证铸锭成分均匀，原位反应进行完全，得到三次锭；
步骤三、将所得的三次锭1000℃下进行锻造拔长，得到粗坯棒料，外径55mm，长度450mm，机加工车光为规整圆棒，外径50mm，长度430mm；
步骤四、采用电极感应熔炼气雾化制粉设备，用感应线圈将棒料电极加热至1700℃，熔体经漏孔自由向下流入气体雾化炉，雾化压力为3MPa，采用的气体为氩气，合金熔体破碎为细小液滴，经过快速冷却得到钛基复合材料粉末，并被收集起来；
步骤五、制得的钛基复合材料粉末经过筛分，按照0～53μm、53～150μm和150μm以上三种粒径分布进行，得到0～53μm粉末占比39％，53～150μm粉末占比58％，150μm以上粉末占比3％。
本实施例制备得到的粉末的形貌与实施例1基本相同，实现了增强体在粉末中内嵌。
综上所述，本发明实现了增强体在粉末中内嵌，而非传统机械混粉工艺得到的增强体在合金粉末表面附着的结构，避免了增强体分布不均、粉末附着较差、混粉效果难以定量表征等关键问题，得到了内部组织高度均匀、球形度好、卫星球较少的复合材料粉末。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将基体A与增强体B压制形成电极棒；
B、将电极棒进行真空自耗熔炼，形成铸锭；
C、将铸锭锻造拔长，并加工为棒材；
D、将棒材进行电极感应熔炼气雾化制粉，即得。
2.根据权利要求1所述的颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，其特征在于，步骤A中，所述基体A为纯钛或钛合金，所述增强体B为TiB、TiC和La2O3中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，其特征在于，所述钛合金选自纯钛、Ti-6Al-4V、IMI834；所述增强体B的质量分数为0.1～10％；所述增强体B采用的前驱体选自TiB2、B4C、碳粉、LaB6、SiC。
4.根据权利要求1所述的颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述真空自耗熔炼的真空度为1×10-2～1×10-3Pa、熔炼电流为1～3kA。
5.根据权利要求1或4所述的颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，其特征在于，步骤B中，所述真空自耗熔炼的次数为大于等于三次。
6.根据权利要求1所述的颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，其特征在于，步骤C中，所述拔长采用的温度条件为950-1100℃，所述锻造后需车光表面。
7.根据权利要求1所述的颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，其特征在于，步骤D中，所述电极感应熔炼气雾化制粉的步骤具体为：用感应线圈熔化棒材，熔化后的棒材直接进行雾化处理，即得粉末。
8.根据权利要求7所述的颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，其特征在于，所述熔化温度为1700～2000℃。
9.根据权利要求7所述的颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，其特征在于，所述雾化处理的压力为2.5～4MPa，采用的气体为氩气。
10.根据权利要求1所述的颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法，其特征在于，所述方法还包括将步骤D得到的粉末进行过筛，得到0～53μm、53～150μm和150μm以上三种粒径分布的粉末。
CN201910722245.8A 2019-08-06 2019-08-06 一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法 Active CN110340371B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910722245.8A CN110340371B (zh) 2019-08-06 2019-08-06 一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910722245.8A CN110340371B (zh) 2019-08-06 2019-08-06 一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110340371A true CN110340371A (zh) 2019-10-18
CN110340371B CN110340371B (zh) 2021-08-06

Family

ID=68184105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910722245.8A Active CN110340371B (zh) 2019-08-06 2019-08-06 一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110340371B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111014651A (zh) * 2019-11-26 2020-04-17 中国科学院金属研究所 一种用于700~750℃的短纤维增强高温钛合金粉末及其制备
CN111151746A (zh) * 2019-12-31 2020-05-15 上海交通大学 自生超细网状结构增强体的钛基复合材料增材制造方法
CN112191856A (zh) * 2020-09-29 2021-01-08 哈尔滨工业大学 一种原位自生颗粒增强钛基复合材料粉末的制备方法
CN113059172A (zh) * 2021-03-17 2021-07-02 东北大学 一种纳米多相增强钛基复合材料增材制造专用球形粉末的制造方法
CN113414384A (zh) * 2021-07-02 2021-09-21 宜宾上交大新材料研究中心 一种中熵合金复合材料及其制备方法与应用
CN114058983A (zh) * 2021-11-29 2022-02-18 有研工程技术研究院有限公司 一种颗粒增强钛基复合材料及其制备工艺
CN114210987A (zh) * 2021-12-21 2022-03-22 上海交通大学 一种高体分颗粒增强钛基复合材料粉体及制备方法
CN114682774A (zh) * 2022-03-31 2022-07-01 西安理工大学 一种球形Ti/TC4-TiC复合粉末及制备方法
CN114713832A (zh) * 2022-04-26 2022-07-08 哈尔滨工业大学 一种高硬度耐磨球形钛基复合粉末及其制备方法
CN115821093A (zh) * 2022-11-25 2023-03-21 上海交通大学 多层次纳米颗粒增强的高强韧钛基复合材料的制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011074720A1 (ko) * 2009-12-15 2011-06-23 한국기계연구원 가스분무법을 이용한 금속복합분말의 제조방법 및 제조장치
CN106623959A (zh) * 2016-12-19 2017-05-10 西安欧中材料科技有限公司 一种增材制造用Waspalloy球形粉末的制备方法
CN107262729A (zh) * 2017-07-04 2017-10-20 中南大学 一种增强相均匀分布的颗粒增强金属基复合球形粉体材料的制备方法
CN107400802A (zh) * 2017-07-20 2017-11-28 西北有色金属研究院 一种增材制造用钛铝基合金粉末材料及其制备方法
CN107760933A (zh) * 2017-09-11 2018-03-06 南京航空航天大学 一种3d打印用原位纳米复相陶瓷增强铝合金粉末及其制备方法
CN109877332A (zh) * 2019-04-16 2019-06-14 上海材料研究所 一种提高钛或钛合金气雾化粉末细粉率的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011074720A1 (ko) * 2009-12-15 2011-06-23 한국기계연구원 가스분무법을 이용한 금속복합분말의 제조방법 및 제조장치
CN106623959A (zh) * 2016-12-19 2017-05-10 西安欧中材料科技有限公司 一种增材制造用Waspalloy球形粉末的制备方法
CN107262729A (zh) * 2017-07-04 2017-10-20 中南大学 一种增强相均匀分布的颗粒增强金属基复合球形粉体材料的制备方法
CN107400802A (zh) * 2017-07-20 2017-11-28 西北有色金属研究院 一种增材制造用钛铝基合金粉末材料及其制备方法
CN107760933A (zh) * 2017-09-11 2018-03-06 南京航空航天大学 一种3d打印用原位纳米复相陶瓷增强铝合金粉末及其制备方法
CN109877332A (zh) * 2019-04-16 2019-06-14 上海材料研究所 一种提高钛或钛合金气雾化粉末细粉率的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李俊刚等: "颗粒增强钛基复合材料的制备技术及微观组织", 《稀有金属材料与工程》 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111014651A (zh) * 2019-11-26 2020-04-17 中国科学院金属研究所 一种用于700~750℃的短纤维增强高温钛合金粉末及其制备
CN111151746A (zh) * 2019-12-31 2020-05-15 上海交通大学 自生超细网状结构增强体的钛基复合材料增材制造方法
CN111151746B (zh) * 2019-12-31 2022-03-25 上海交通大学 自生内嵌超细网状结构增强体的钛基复合材料增材制造方法
CN112191856A (zh) * 2020-09-29 2021-01-08 哈尔滨工业大学 一种原位自生颗粒增强钛基复合材料粉末的制备方法
CN113059172A (zh) * 2021-03-17 2021-07-02 东北大学 一种纳米多相增强钛基复合材料增材制造专用球形粉末的制造方法
CN113414384A (zh) * 2021-07-02 2021-09-21 宜宾上交大新材料研究中心 一种中熵合金复合材料及其制备方法与应用
CN114058983A (zh) * 2021-11-29 2022-02-18 有研工程技术研究院有限公司 一种颗粒增强钛基复合材料及其制备工艺
CN114210987A (zh) * 2021-12-21 2022-03-22 上海交通大学 一种高体分颗粒增强钛基复合材料粉体及制备方法
CN114682774A (zh) * 2022-03-31 2022-07-01 西安理工大学 一种球形Ti/TC4-TiC复合粉末及制备方法
CN114713832A (zh) * 2022-04-26 2022-07-08 哈尔滨工业大学 一种高硬度耐磨球形钛基复合粉末及其制备方法
CN114713832B (zh) * 2022-04-26 2024-05-03 哈尔滨工业大学 一种高硬度耐磨球形钛基复合粉末及其制备方法
CN115821093A (zh) * 2022-11-25 2023-03-21 上海交通大学 多层次纳米颗粒增强的高强韧钛基复合材料的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110340371B (zh) 2021-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110340371A (zh) 一种颗粒增强钛基复合材料增材制造用粉末的制备方法
CN104372230B (zh) 一种高强韧超细晶高熵合金及其制备方法
CN109161774A (zh) 由高熵合金作为粘结剂的硬质碳化钨合金及其制备方法
CN102717086B (zh) 一种短流程制备高铌钛铝合金球形微粉的方法
WO2020056535A1 (zh) 基于3d打印技术制备钨颗粒增强金属基复合材料的方法
CN109338172A (zh) 一种高熵合金增强的2024铝基复合材料及其制备方法
CN105624474A (zh) 一种超细高等级球形ep741np合金粉末的制备方法
CN105349844A (zh) 一种激光熔覆高耐磨合金粉末及其制备方法
CN103252496A (zh) 一种含非晶纳米晶高熵合金粉末及其制备方法
CN110218907A (zh) 一种用于3d打印的含硼钛基复合粉末及其制备方法
CN107971499A (zh) 制备球形钛铝基合金粉末的方法
KR20190113353A (ko) 4원계 고엔트로피 합금 조성물, 이를 이용한 4원계 고엔트로피 합금 및 이의 제조방법
CN106670482A (zh) 一种超细高等级球形gh4133合金粉末的制备方法
CN114855055B (zh) 一种低裂纹敏感性高熵合金粉体材料及其制备方法和应用
CN113061830A (zh) 一种核用结构材料表面高熵合金涂层的制备方法及核用耐辐照结构材料
TWI387661B (zh) Manufacturing method of nickel alloy target
Tan et al. In situ synthesis of spherical WMo Alloy powder for additive manufacturing by spray granulation combined with thermal plasma spheroidization
CN107952966A (zh) 球形钛铝基合金粉末的制备方法
CN109332717B (zh) 一种球形钼钛锆合金粉末的制备方法
CN114367669A (zh) 一种3D打印用TaW10合金球形粉末的制备方法
US8268035B2 (en) Process for producing refractory metal alloy powders
CN110846660A (zh) 一种激光熔覆用粉末及其制备方法和应用
CN114433859B (zh) 一种高品质钛合金粉末用电极、其制备和应用
CN108044122B (zh) 一种Nb-Si基合金空心涡轮叶片的制备方法
CN109778006A (zh) 一种航空航天级钛合金高纯净化熔炼工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210924

Address after: 014020 entrepreneurship Park C-12, rare earth high tech Zone, Baotou City, Inner Mongolia Autonomous Region

Patentee after: Shanghai Jiaotong University Baotou Materials Research Institute

Patentee after: SHANGHAI JIAO TONG University

Address before: 200240 No. 800, Dongchuan Road, Shanghai, Minhang District

Patentee before: SHANGHAI JIAO TONG University

TR01 Transfer of patent right