一种制备细粒径球形铌钛基合金粉末的方法

摘要

本发明采用真空感应熔炼+氢化处理+等离子球化技术制备细粒径球形铌钛基合金粉末。首先采用真空感应熔炼技术制备铌钛基合金铸锭，解决纯净化熔炼的问题，设法减少非金属夹杂的数量和尺寸，并进行均匀化热处理，获得合金成分均匀的铸锭。然后对铸锭进行氢化处理，获得吸氢铌钛合金粉末。吸氢铌钛合金粉末经过筛分后进行等离子球化，在球化过程中优化输出功率、送粉速率和气流速率，避免空心粉形成，提高细粉收得率。从而得到分散性和流动性良好、粒度均匀的球形粉末。最终制备出粒径细小、成分均匀、流动性好、球化率高、氧含量低的铌钛基合金粉末。该粉末适用于注射成形、快速成形和热喷涂技术领域。

主权项

一种制备细粒径球形铌钛基合金粉末的方法，其特征在于：步骤一、按照铌钛基合金的成分称取如下原料：TiNb中间合金、TiAl中间合金、TiMo中间合金、TiCr中间合金、TiW中间合金、海绵Zr、V块、Nb棒和石墨；熔炼前将金属铸型预热到350～400℃，将水冷铜坩埚真空感应熔炼炉熔炼功率提高到170～190kW后停止增大功率，然后在恒定功率下熔炼1～3min得到熔体，冷却后得到铌钛基合金铸锭；所述的铌钛基合金的成分按质量百分比计为：17～45％的Ti、0～15％的Al、0～10％的Mo、0～5％的V、0～8％的W、0～5％的Cr、0～2.5％的Zr、0～0.05％的C和余量的Nb；步骤二、铌钛基合金铸锭在真空度≦10^‑2Pa的真空炉中进行均匀化退火处理，均匀化退火处理温度为800～1100℃，保温时间为1～3小时，获得合金成分均匀的铌钛基合金铸锭；步骤三、通过机械粉碎的方法将铌钛基合金铸锭破碎成10～30mm的小块铸锭，并置于不锈钢压力罐中，将压力罐抽真空到1.0×10^‑3Pa后通入高纯氢气到0.1～1.0MPa，在700～800℃保温1～2小时，得到粒径为50～300μm的吸氢铌钛基合金粉末，对粉末进行筛分，得到粒径小于120μm的细颗粒吸氢铌钛基合金粉末；步骤四、将细颗粒吸氢铌钛基合金粉末进行等离子球化，等离子球化过程中细颗粒吸氢铌钛基合金粉末迅速吸热氢爆碎生成微细球形铌钛基合金粉末，其中送粉速率为20～100g·min^‑1，等离子输出功率为50～90KW，真空度为1×10^‑3Pa，最终得到细粒径球形铌钛基合金粉末。