[發(fā)明專利]一種TiAl粉的霧化制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611263642.6
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106994516B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王茜;潘龍;白嘉瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州飛翎合金科技有限公司
• 主分類號: B22F9/10
• 分類號: B22F9/10
• 代理公司: 北京華仁聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11588
• 代理人: 蘇雪雪

本發(fā)明公開了一種TiAl粉的霧化制備方法，包括抽真空，加熱熔煉，隨后熔體引導(dǎo)到離心噴嘴中，離心噴嘴開始離心旋轉(zhuǎn)，同時(shí)惰性氣體噴嘴噴出氬氣，同時(shí)控制系統(tǒng)控制離心噴嘴上排液口的電磁閥以脈沖的方式開啟關(guān)閉，使熔體以脈沖的方式被甩出，使每次噴射出的液流均正對霧化氣體噴出方向，熔體與霧化氣體正面沖擊，在氣流作用下被粉碎成微小液滴，并冷卻凝固為細(xì)粉，隨后進(jìn)入收集室，通過旋風(fēng)分離器分離后經(jīng)振動(dòng)篩篩分后收集。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種TiAl粉的霧化制備方法。

背景技術(shù)

鈦合金密度小，強(qiáng)度大、硬度大，耐高溫性能強(qiáng)，其抗腐蝕性能及耐摩擦性能高，尤其是TiAl金屬間化合物因具有高比強(qiáng)度、高比剛度、耐蝕、耐磨、耐高溫以及優(yōu)異的抗氧化性能等優(yōu)點(diǎn)，正在成為當(dāng)代航空航天工業(yè)、民用工業(yè)等領(lǐng)域的優(yōu)秀候選結(jié)構(gòu)材料之一，特別是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。3D打印，或稱增材制造作為近年來興起的一種快速成型工藝，采用逐層鋪粉，激光或電子束融化成型的方式，實(shí)現(xiàn)了精密部件的精加工成型，并且避免了鑄造過程出現(xiàn)的縮孔縮松等缺陷，成為一種新興的材料加工手段。

目前3D打印所用的粉料，一般通過熔煉后真空澆注成鑄錠，隨后二次熔煉并采用霧化法制粉的方式獲得，在目前的霧化方法中，一般采用金屬熔體直接流出后，對熔體吹氣實(shí)現(xiàn)霧化。部分較先進(jìn)的工藝則采用離心法將熔體甩出后霧化，而采用離心甩出的過程中，發(fā)明人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，熔體甩出后霧化過程中氣體的吹速、角度，液流的方向均對霧化的效果和霧化后粉料的粒度均有影響，但目前的離心工藝均采用連續(xù)離心出液后吹氣的方式，因而使制得的粉料粒度分布不均勻。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種TiAl粉的霧化制備方法。

本發(fā)明完整的技術(shù)方案包括：

一種TiAl粉的霧化制備方法，首先將真空熔煉后澆注得到的具有所需組分的合金鑄錠，放于真空感應(yīng)熔煉爐的坩堝內(nèi)，隨后抽真空到10^-5pa后開啟真空感應(yīng)加熱線圈電源，加熱功率為20KW，首先以較低的功率對坩堝進(jìn)行預(yù)熱，熱電偶測得坩堝溫度到達(dá)1200℃左右時(shí)，保溫5min，隨后將加熱功率升高到30KW，對坩堝內(nèi)的鑄錠快速加熱，

約15min后鑄錠完全熔化，采用紅外測溫設(shè)備對合金熔體進(jìn)行測溫，使熔體1730-1770℃下保溫2-3min后，隨后將熔體溫度升高到過熱度250-300℃后，將熔體導(dǎo)入儲(chǔ)液包中，隨后經(jīng)過陶瓷導(dǎo)流管引導(dǎo)到離心噴嘴中，

離心噴嘴開始離心旋轉(zhuǎn)，同時(shí)惰性氣體噴嘴噴出壓力為2-6MPa的氬氣，通過增速階段使離心噴嘴從0r/min增加到30r/min，增速階段結(jié)束后轉(zhuǎn)速維持在30r/min，同時(shí)控制系統(tǒng)控制離心噴嘴上排液口的電磁閥以脈沖的方式開啟關(guān)閉，使熔體以脈沖的方式被甩出，

所述的增速階段開始時(shí)開始計(jì)時(shí)，10s后達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速30r/min，控制系統(tǒng)控制脈沖加壓裝置在t₀+9.9s時(shí)刻啟動(dòng)，采用0.5s脈沖間隔，0.2s脈沖寬度進(jìn)行脈沖加壓，使每次噴射出的液流均正對霧化氣體噴出方向，熔體與霧化氣體正面沖擊，在氣流作用下被粉碎成微小液滴，并冷卻凝固為細(xì)粉，隨后進(jìn)入收集室，通過旋風(fēng)分離器分離后經(jīng)振動(dòng)篩篩分后收集。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：通過離心式的噴嘴，將合金熔體以離心式甩出，增加了甩出的速度，因而在與霧化氣流接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生更大的破碎力，改善了破碎效果，根據(jù)TiAl合金特點(diǎn)選擇合適的熔煉溫度、保溫時(shí)間、過熱度，使其在霧化時(shí)仍能保持合適的溫度，避免凍結(jié)，同時(shí)配合合理的轉(zhuǎn)速、脈沖寬度和間隔等工藝參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，使霧化效果更好，效率更高。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。