[發(fā)明專利]磁懸浮熔煉系統(tǒng)制備3D打印用球形鈦合金粉的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711046125.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN107737940A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范亞卓;苗慶東;謝波;趙三超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號(hào): B22F9/08
• 分類號(hào): B22F9/08
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙)51124
• 代理人: 許澤偉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈦合金粉制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種磁懸浮熔煉系統(tǒng)制備3D打印用球形鈦合金粉的方法。

背景技術(shù)

由于超細(xì)(顆粒尺寸小于45μm)鈦合金粉具有粉末粒徑細(xì)小、粒度分布較窄、球形度高、流動(dòng)性好和松裝密度高等優(yōu)點(diǎn)，常被用在3D打印中，而且作為3D打印產(chǎn)業(yè)鏈中比較重要的一環(huán)。目前3D打印用球形鈦合金粉由于技術(shù)和設(shè)備的限制，導(dǎo)致制備成本較高，影響其使用，進(jìn)而影響3D打印的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種磁懸浮熔煉系統(tǒng)制備3D打印用球形鈦合金粉的方法，所述方法制得的球形鈦合金粉顆粒尺寸小于45μm至少占20％，顆粒尺寸小于45μm的球形鈦合金粉能夠滿足3D打印的使用，顯著降低了用于3D打印球形鈦合金粉的成本。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的磁懸浮熔煉系統(tǒng)制備3D打印用球形鈦合金粉的方法，包括如下步驟：

a、將塊狀的鈦合金加入磁懸浮熔煉系統(tǒng)中的磁懸浮熔煉爐熔煉成熔融態(tài)；

b、將熔融態(tài)的鈦合金滴入氬氣霧化系統(tǒng)中，將熔融態(tài)的鈦合金霧化；

c、將霧化后的鈦合金冷卻至室溫，從而制得鈦合金粉；

其中，以上步驟a、b、c均在氬氣系統(tǒng)的保護(hù)下進(jìn)行。

進(jìn)一步的是，磁懸浮熔煉系統(tǒng)設(shè)置在氬氣霧化系統(tǒng)的上方，且磁懸浮熔煉系統(tǒng)出口的位置與氬氣霧化系統(tǒng)進(jìn)口的位置相對(duì)應(yīng)。

進(jìn)一步的是，磁懸浮熔煉爐中的過熱度為100℃。

進(jìn)一步的是，氬氣霧化系統(tǒng)的霧化壓力在4-6MPa之間。

進(jìn)一步的是，制得鈦合金粉通過超聲波振動(dòng)篩進(jìn)行篩分。

本發(fā)明的有益效果是：通過將塊狀的鈦合金加入磁懸浮熔煉系統(tǒng)中的磁懸浮熔煉爐熔煉成熔融態(tài)，熔融態(tài)的鈦合金滴入氬氣霧化系統(tǒng)中，氬氣霧化系統(tǒng)中存在極高運(yùn)動(dòng)速度的氬氣流，使熔融態(tài)的鈦合金霧化成微細(xì)的小液滴，將霧化后的鈦合金冷卻至室溫，從而制得鈦合金粉，經(jīng)大量試驗(yàn)和實(shí)踐中得來，檢測(cè)制得鈦合金粉，球形鈦合金粉顆粒尺寸占90％以上，球形鈦合金粉顆粒尺寸小于45μm至少占20％，顆粒尺寸小于45μm的球形鈦合金粉能夠滿足3D打印的使用，通過本發(fā)明的方法顯著降低了用于3D打印的球形鈦合金粉的成本。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明磁懸浮熔煉系統(tǒng)制備3D打印用球形鈦合金粉的方法，包括如下步驟：

a、將塊狀的鈦合金加入磁懸浮熔煉系統(tǒng)中的磁懸浮熔煉爐熔煉成熔融態(tài)；塊狀的鈦合金優(yōu)選尺寸較小的，常見的碎屑狀，為了達(dá)到熔融效果，磁懸浮熔煉爐中的過熱度為100℃；

b、將熔融態(tài)的鈦合金滴入氬氣霧化系統(tǒng)中，將熔融態(tài)的鈦合金霧化；氬氣霧化系統(tǒng)的霧化壓力在4-6MPa之間，氬氣霧化系統(tǒng)中存在極高運(yùn)動(dòng)速度的氬氣流，氬氣流與滴入的熔融態(tài)鈦合金液柱之間的夾角在40-50°之間；

c、將霧化后的鈦合金冷卻至室溫，從而制得鈦合金粉；

其中，由于鈦合金具有較強(qiáng)的活性，為防止其氧化，以上步驟a、b、c均在氬氣系統(tǒng)的保護(hù)下進(jìn)行。

通過將塊狀的鈦合金加入磁懸浮熔煉系統(tǒng)中的磁懸浮熔煉爐熔煉成熔融態(tài)，熔融態(tài)的鈦合金滴入氬氣霧化系統(tǒng)中，氬氣霧化系統(tǒng)中存在極高運(yùn)動(dòng)速度的氬氣流，使熔融態(tài)的鈦合金霧化成微細(xì)的小液滴，將霧化后的鈦合金冷卻至室溫，從而制得鈦合金粉，經(jīng)大量試驗(yàn)和實(shí)踐中得來，制得鈦合金粉通過超聲波振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，檢測(cè)制得鈦合金粉，球形鈦合金粉顆粒尺寸占90％以上，球形鈦合金粉顆粒尺寸小于45μm至少占20％，顆粒尺寸小于45μm的球形鈦合金粉能夠滿足3D打印的使用，通過本發(fā)明的方法顯著降低了用于3D打印的球形鈦合金粉的成本。

具體的，為了方便生產(chǎn)，便于操作，磁懸浮熔煉系統(tǒng)設(shè)置在氬氣霧化系統(tǒng)的上方，且磁懸浮熔煉系統(tǒng)出口的位置與氬氣霧化系統(tǒng)進(jìn)口的位置相對(duì)應(yīng)，也即是，熔融態(tài)的鈦合金在自身重力下滴入至氬氣霧化系統(tǒng)中。

實(shí)施例1

a、將1.5kg塊狀的鈦合金加入磁懸浮熔煉系統(tǒng)中的磁懸浮熔煉爐熔煉成熔融態(tài)，磁懸浮熔煉爐中的過熱度為100℃；

b、將熔融態(tài)的鈦合金滴入位于磁懸浮熔煉系統(tǒng)下方的氬氣霧化系統(tǒng)中，氬氣霧化系統(tǒng)的霧化壓力為4MPa，氬氣流與滴入的熔融態(tài)鈦合金液柱之間的夾角為40℃；

c、將霧化后的鈦合金冷卻至室溫，從而制得鈦合金粉；

以上步驟a、b、c均在氬氣系統(tǒng)的保護(hù)下進(jìn)行。