過噴鑄的方式噴入具有圓柱空心的銅琨中，充入-0.5Pa氬氣產(chǎn)生氣壓，主要是快速冷卻的方式，形成具有一定非晶存在的三元鈦基合金；
(4)對具有非晶存在的三元鈦基合金進(jìn)行退火處理，溫度為500°C，時(shí)間為5h，使其成分均勻化，控制得到需要的組織，細(xì)化晶粒，減少空心等結(jié)構(gòu)缺陷，同時(shí)提高合金的塑性、強(qiáng)度和硬度；
(5)對圓柱狀的合金進(jìn)行破碎，形成不規(guī)則形狀的鈦基合金粉末，粒徑為100-200微米；
(6)建立能量密度高和加熱強(qiáng)度大的等離子體炬，射頻功率為20KW;
(7)以氬氣作為載氣，通過送粉探針將原料送入等離子體炬的芯部高溫區(qū)中，鈦粉原料迅速吸熱熔化，所述攜粉氣體的流量5L/min，送料速率為3 kg/h，中氣流量為30L/min，邊氣流量為50 L/min；
(8)將熔融的粉末導(dǎo)入粉體球化室，在極高的溫度梯度下迅速冷卻固化，形成球形的鈦粉顆粒，經(jīng)粉末收集裝置收集，球形粉末粒徑為70-90微米。
[0019]實(shí)施例3
本實(shí)施例3提供一種鈦基合金球形粉末的等離子體制備方法，包括以下步驟:
(1)選用海綿鈦為基礎(chǔ)材料，加入20%N1、20%Cu、10%Zr元素形成四元合金；
(2)采用真空電弧熔煉法，通過電弧槍加熱融化形成四元鈦基合金，電弧槍的輸入電流為30A，合金錠翻轉(zhuǎn)4次，確保合金的完全融化和均勻混合；
(3)將熔融的三元或者四元鈦基合金通過噴鑄的方式噴入具有圓柱空心的銅琨中，充Λ-0.6Pa氬氣產(chǎn)生氣壓，主要是快速冷卻的方式，形成具有一定非晶存在的四元鈦基合金；
(4)對具有非晶存在的四元鈦基合金進(jìn)行退火處理，溫度為700°C，時(shí)間為80min，使其成分均勻化，控制得到需要的組織，細(xì)化晶粒，減少空心等結(jié)構(gòu)缺陷，同時(shí)提高合金的塑性、強(qiáng)度和硬度；
(5)對圓柱狀的合金進(jìn)行破碎，形成不規(guī)則形狀的鈦基合金粉末，粒徑為100-150微米；
(6)建立能量密度高和加熱強(qiáng)度大的等離子體炬，射頻功率為30KW;
(7)以氬氣作為載氣，通過送粉探針將原料送入等離子體炬的芯部高溫區(qū)中，鈦粉原料迅速吸熱熔化，所述攜粉氣體的流量5L/min，送料速率為5 kg/h，中氣流量為50L/min，邊氣流量為70 L/min；
(8)將熔融的粉末導(dǎo)入粉體球化室，在極高的溫度梯度下迅速冷卻固化，形成球形的鈦粉顆粒，經(jīng)粉末收集裝置收集，粒徑為50-70微米。
[0020]由上述實(shí)施例1-3可知，本發(fā)明將使用電弧熔煉和真空噴鑄制備及射頻等離子粉體球化技術(shù)相結(jié)合，通過電弧熔煉和真空噴鑄將各種合金元素完全融化融合，并制備出具有一定非晶存在的三元或者四元鈦基合金，不僅擴(kuò)大原材料應(yīng)用范圍，而且通過退火處理，控制得到需要的組織，細(xì)化晶粒，減少空心等結(jié)構(gòu)缺陷，同時(shí)提高合金的塑性、強(qiáng)度和硬度；結(jié)合射頻等離子體粉體球化技術(shù)，制備出球形度高、流動性好、粒度分布均勻、致密性高、晶粒細(xì)小、組織均勻、塑性好、強(qiáng)度和硬度高的球形鈦基合金粉末，可用于熱噴涂及3D打印等。
[0021]上述實(shí)施例僅用于解釋說明本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，而非對本發(fā)明權(quán)利保護(hù)的限定，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進(jìn)行非實(shí)質(zhì)性的改動，均應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈦基合金球形粉末的等離子體制備方法，其特征在于包括以下步驟: (1)選用海綿鈦為基礎(chǔ)材料，加入N1、Cu、Zr合金元素按一定配比形成三元或者四元合金； (2)采真空電弧熔煉法，通過電弧槍加熱融化形成完全融化的三元或者四元鈦基混合合金； (3)將熔融的三元或者四元鈦基混合合金通過噴鑄的方式噴入具有圓柱空心的銅琨中，形成具有一定非晶存在的三元或者四元鈦基合金； (4)步驟(3)中形成的三元或者四元鈦基合金進(jìn)行退火處理，使其成分均勻化，控制得到需要的組織，細(xì)化晶粒； (5)對圓柱狀的合金進(jìn)行破碎，形成不規(guī)則形狀的鈦基合金粉末； (6)建立能量密度高和加熱強(qiáng)度大的等離子體炬； (7)以氬氣作為載氣，通過送粉探針將原料送入等離子體炬的芯部高溫區(qū)中，鈦基合金粉原料迅速吸熱熔化； (8)進(jìn)入粉體球化室，在極高的溫度梯度下迅速冷卻固化，形成球形的鈦基合金粉顆粒并經(jīng)粉末收集裝置收集。2.如權(quán)利要求1所述鈦基合金球形粉末的等離子體制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中電弧槍的輸入電流為20-40A，合金錠翻轉(zhuǎn)3-4次。3.如權(quán)利要求1所述鈦基合金球形粉末的等離子體制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中充入-0.3?-1Pa氬氣產(chǎn)生氣壓。4.如權(quán)利要求1所述鈦基合金球形粉末的等離子體制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中退火處理的溫度為300-1000°C，時(shí)間為0.5-24h。5.如權(quán)利要求1所述鈦基合金球形粉末的等離子體制備方法，其特征在于:所述步驟(5)中不規(guī)則形狀的鈦基合金的粒徑為100-300微米。6.如權(quán)利要求1所述鈦基合金球形粉末的等離子體制備方法，其特征在于:所述步驟(6 )中等離子體炬的射頻功率為10-40KW。7.如權(quán)利要求1所述鈦基合金球形粉末的等離子體制備方法，其特征在于:所述步驟(7)中原材料送料速率為1-10 kg/h，攜粉氣體的流量l-10L/min，中氣流量為10-60L/min，邊氣流量為20-100 L/min。8.如權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述鈦基合金球形粉末的等離子體制備方法，其特征在于:形成的球形粉末為50-100微米。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鈦基合金球形粉末的等離子體制備方法，包括以下步驟：（1）以海綿鈦為材料，加入Ni、Cu、Zr合金元素形成三元或者四元合金；（2）通過電弧槍加熱融化形成三元或者四元鈦基混合合金；（3）將混合合金噴入具有圓柱空心的銅琨中；（4）退火處理；（5）對圓柱狀的合金進(jìn)行破碎；（6）建立能量密度高和加熱強(qiáng)度大的等離子體炬；（7）將原料送入等離子體炬的芯部高溫區(qū)中，鈦基合金粉原料迅速吸熱熔化；（8）迅速冷卻固化，形成球形的鈦基合金粉顆粒并經(jīng)粉末收集裝置收集。本發(fā)明擴(kuò)大了原材料的應(yīng)用范圍，形成的球形粉末晶粒細(xì)小、組織均勻、塑性好、強(qiáng)度、硬度高，可用于熱噴涂及3D打印等。
【IPC分類】C22C14/00, B22F9/14
【公開號】CN105568055
【申請?zhí)枴緾N201610002450
【發(fā)明人】陳海霞, 劉志光, 劉少存, 吳鵬
【申請人】龍巖紫荊創(chuàng)新研究院
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年1月6日