CN111318715A - 一种3d打印球形钛合金粉的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种3D打印用球形钛粉的生产方法，其制备步骤为：(1)以Ti‑15Zr‑4Nb‑0.6Ta‑0.2Pd‑0.2N合金粉为原料，将Ti‑15Zr‑4Nb‑0.6Ta‑0.2Pd‑0.2N合金原料加入到等离子设备的送粉器中；(2)开启等离子体，并且设置等离子体的运行参数：保护气体为97slpm，中心气体为23slpm，氢气为17slpm；(3)打开送粉阀门，调整载气为5slpm，调整送粉速率为60g/min‑90g/min；(4)收集所得粉末，清洗球形粉末表面的纳米粉，得到球形Ti‑15Zr‑4Nb‑0.6Ta‑0.2Pd‑0.2N合金粉；本发明所得球形钛合金粉末球化率高，球形度好，适合批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种射频等离子体生产3D打印球形钛粉的方法，具体是以Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金粉为原料，通过射频感应等离子体技术生产球形度好、球化率高、粒径分布均匀的球形钛合金粉，属于3D打印技术领域。
技术背景
3D打印钛合金无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性，是非常理想的医用金属材料。目前医学领域中广泛使用的仍是Ti-6Al-4v合金。美国早在20世纪80年代中期便开始研制无铝、无钒、具有生物相容性的钛合金，将其用于矫形术。日本、英国等也在该方面做了大量的研究工作，并取得一些新的进展。日本已开发出一系列具有优良生物相容性的α+β钛合金，其中Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金的腐蚀强度、疲劳强度和抗腐蚀性能均优于Ti-6Al-4v，更适于作为植入物植入人体。但是钛合金粉硬度高，难于加工，所以利用球形钛合金粉，采用3D打印技术生产高性能、难加工的大型复杂整体构件才能成为可能。
通过检索现有专利和文献，未发现射频感应等离子技术生产球形Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N钛合金粉的报导。
发明内容
本发明的目的提供一种能够生产高球化率、高球形度、粒度分布均匀的球形Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N钛合金粉的制备方法。
用射频感应等离子体生产钛合金粉，其特征以及步骤如下：
(1)将Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金原料加入到等离子设备的送粉器中，原料粒度为20-45um；
(2)开启等离子体，并且设置等离子体的运行参数：保护气体为97slpm，中心气体为23slpm，氢气为17slpm；
(3)打开送粉阀门，调整载气为5slpm，调整送粉速率为60g/min-90g/min；
(4)收集所得粉末，清洗球形粉末表面的纳米粉，得到球形Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金粉；
本发明所得球形Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金粉纯度高、球形度好、粒径分布均匀，适合批量生产，具有良好的商业价值。
具体实施方法
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实例1：(1)将Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金原料加入到等离子设备的送粉器中，原料粒度为20-45um；
(2)开启等离子体，并且设置等离子体的运行参数：保护气体为97slpm，中心气体为23slpm，氢气为17slpm；
(3)打开送粉阀门，调整载气为5slpm，调整送粉速率为90g/min；
(4)收集所得粉末，清洗球形粉末表面的纳米粉，得到球形Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金粉；
经测得所得球形W粉球化率为90％，霍尔流速为50s/50.06g，松装密度为2.18g/cm3。
实例2：(1)将Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金原料加入到等离子设备的送粉器中，原料粒度为20-45um；
(2)开启等离子体，并且设置等离子体的运行参数：保护气体为97slpm，中心气体为23slpm，氢气为17slpm；
(3)打开送粉阀门，调整载气为5slpm，调整送粉速率为75g/min；
(4)收集所得粉末，清洗球形粉末表面的纳米粉，得到球形Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金粉；
经测得所得球形W粉球化率为94％，霍尔流速为46.46s/50g，松装密度为2.16g/cm3。
实例3：(1)将Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金原料加入到等离子设备的送粉器中，原料粒度为20-45um；
(2)开启等离子体，并且设置等离子体的运行参数：保护气体为97slpm，中心气体为23slpm，氢气为17slpm；
(3)打开送粉阀门，调整载气为5slpm，调整送粉速率为50g/min；
(4)收集所得粉末，清洗球形粉末表面的纳米粉，得到球形Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金粉；
经测得所得球形W粉球化率为100％，霍尔流速为44.33s/50g，松装密度为2.14g/cm3。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。
Claims (2)
1.一种3D打印球形钛合金粉末的生产方法，具体是以Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金粉为原料，通过射频感应等离子体技术生产的球形钛合金粉。
2.一种如权利1所述的制备Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金粉末的步骤：
(1)将Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金原料加入到等离子设备的送粉器中，原料粒度为20-45um；
(2)开启等离子体，并且设置等离子体的运行参数：保护气体为97slpm，中心气体为23slpm，氢气为17slpm；
(3)打开送粉阀门，调整载气为5slpm，调整送粉速率为60g/min-90g/min；
(4)收集所得粉末，清洗球形粉末表面的纳米粉，得到球形Ti-15Zr-4Nb-0.6Ta-0.2Pd-0.2N合金粉。
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