[發明專利]低成本激光選區熔化用鈦粉、其制備方法及鈦材制備方法

有效

• 申請號: 201711163694.0
• 申請日: 2017-11-21
• 公開（公告）號: CN108080621B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 路新;肖仕琪;曲選輝;章林
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/04;B33Y70/00;B22F3/105;B22F3/24
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 佟林松

1.采用低成本激光選區熔化用鈦粉進行鈦材制備的方法，其特征在于，所述鈦粉以氫化脫氫不規則純鈦粉末為原料粉末經球磨整形方法制備，所述鈦粉D₅₀為28～52μm、D₉₀－D₁₀≤20μm、氧含量≤0.45wt.％、松裝密度≥1.5g/cm³、振實密度≥2g/cm³、Carr流動性指數≥65；

其中，所述鈦粉的制備方法包括如下步驟：

S1：原料選擇，具體為，選擇氫化脫氫不規則純鈦粉末為原料粉末；所述原料粉末粒度中位徑D₅₀為25～55μm，氧含量≤0.35wt.％；

S2：球磨整形，具體為，將原料粉末按球料比4:1～7:1置于不銹鋼球磨罐中，填充率0.4～0.6，磨球材質為不銹鋼，直徑為4～6mm，將球磨罐抽真空至1×10^-2Pa或充入氬氣保護，在80～200r/min的轉速下，球磨2～8h；

S3：篩分，具體為對球磨后收集的粉末在25～55μm的范圍里進行分級篩分，相鄰篩網的篩孔尺寸相差≤15μm，只取相鄰篩網之間的粉末；

S4：干燥收集，將篩分后的粉末在真空干燥箱中以60℃干燥2～3h，以其作為激光選區熔化用的鈦粉材料；

所述鈦材制備方法包括如下步驟：

S100：選擇上述鈦粉的制備方法制備的低成本激光選區熔化用鈦粉為原料；

S200：根據需制備的鈦材零件形狀，在電腦中繪制三維圖案，并規劃激光選區掃描路徑；

S300：以純鈦板為基板材料，并預熱至200℃，然后設定激光選區熔化條件，在惰性氣體保護條件下，按照S200步驟的掃描路徑進行激光選區熔化鈦材的逐層鋪粉、掃描熔化制備成形鈦材；

S400：退火，將S300步驟制備的鈦材在惰性氣體保護條件下進行退火處理，所述退火處理的加熱溫度為550～750℃，保溫0.5～3h，保溫后空冷；

所得到的所述鈦材致密度為96％以上，抗拉強度為900MPa以上，延伸率不低于15％。

2.如權利要求1所述的鈦材制備的方法，其特征在于，所述相鄰篩網之間的粉末包括粒度范圍為25～33μm，33～47μm，33～38μm和48～55μm的粉末。

3.如權利要求1所述的鈦材制備的方法，其特征在于，S300步驟之后S400步驟之前，還包括：

S300′：噴砂及清洗，具體為，將成形鈦材進行噴砂處理，然后超聲波清洗10min后烘干。

4.如權利要求1或3所述的鈦材制備的方法，其特征在于，所述S300步驟中的激光選區熔化條件為激光功率為100～200W，掃描速率為350～850mm/s，能量密度60～130J/mm³，加工層厚25～55μm。

5.如權利要求1或3所述的鈦材制備的方法，其特征在于，所述S300步驟和S400步驟中的惰性氣體為氬氣。