[發明專利]一種3D打印用鈦合金粉及其制備方法

在審

• 申請號: 201810993100.7
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN110918974A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 李銅玲
• 申請（專利權）人: 淮安聚友新能源科技有限公司
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/10;C22C14/00;B33Y70/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種3D打印用鈦合金粉及其制備方法，所述鈦合金粉的化學成分按質量百分比由以下原料組成：Al 3.8~7.3%，Ni 2.1~3.5%，V 0.5~0.8%，Co 0.5~0.7%，Cr 0.3~0.5%，余量為Ti。其制備方法包括熔融原料，等離子旋轉電極法制備粉料，球磨及精細研磨粉體三個步驟。本發明的鈦合金粉具有球形度高、流動性好、粒度分布窄、純度高等優點，其制備方法過程可控，成本較低，適于推廣。

技術領域

本發明屬于金屬及合金粉末制備領域，具體涉及一種3D打印用鈦合金粉及其制備方法。

背景技術

3D打印（3DP）即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工（AEC）、汽車，航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。

3D打印常用材料有尼龍玻纖、耐用性尼龍材料、石膏材料、鋁材料、鈦合金、不銹鋼、鍍銀、鍍金、橡膠類材料。但現有鈦合金粉料粒度分布太寬且不均勻，形狀不規則，致使打印出來的材料強度不夠，無法滿足3D打印的技術需求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種3D打印用鈦合金粉及其制備方法，該鈦合金粉具有球形度高、流動性好、粒度分布窄、純度高等優點，其制備方法過程可控，成本較低，適于推廣。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種3D打印用鈦合金粉，所述鈦合金粉的化學成分按質量百分比由以下原料組成：Al3.8~7.3 %，Ni 2.1~3.5 %，V 0.5~0.8 %，Co 0.5~0.7 %，Cr 0.3~0.5 %，余量為Ti。

一種3D打印用鈦合金粉的制備方法，包括以下步驟：

步驟1）將原料按比例投入立式真空燒結爐中，抽真空高溫熔化成熔融狀態，攪拌混合，得到混合物熔體；

步驟2）將步驟1）制得的混合物熔體投入等離子旋轉電極制粉設備中，采用惰性氣體作為載氣，熔體在反應室中生成金屬小液滴，形成微細球型鈦合金粉，在保護氣氛下過篩以收集所需粒度的微細球型鈦合金粉，制得鈦合金粉末坯料；

步驟3）將步驟2）制得的鈦合金粉末坯料置于球磨機中，充入惰性氣體，球磨后制得鈦合金粉末，再用三輥研磨機研磨至粒徑＜10 μm，出料，即制得所述3D打印用鈦合金粉。

進一步地，步驟1）所述抽真空高溫熔化的溫度為1400~1800 ℃，真空度為1.0×10^-2 Pa。

進一步地，步驟2）所述等離子旋轉電極制粉設備中，電極旋轉速度為15000~25000r/min。

進一步地，所述惰性氣體為氬氣。

進一步地，步驟3）所述球磨機中，球料比為(6~10)：1，球磨轉速為200~300 r/min。

本發明的有益效果如下：

本發明先用等離子旋轉電極法制備鈦合金粉末，然后篩選出合適粒徑的粉末坯料，再用球磨法進一步細磨粉體，最后用三輥研磨機研磨出適用于3D打印的粉體材料，該鈦合金粉粒徑＜10 μm，具有球形度高、流動性好、粒度分布窄、純度高等優點，在用于3D打印時鋪層速度快，鋪層均勻，可有效提高打印精度，打印出來的材料具有較高的機械強度。其制備方法過程可控，成本較低，適于推廣。

具體實施方式