[發(fā)明專利]一種降低氫化脫氫法制得鈦粉氧含量的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910668443.0
• 申請日: 2019-07-23
• 公開（公告）號: CN110449594B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉金濤;歐東斌;董永暉;朱興營;周法
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航天空氣動力技術(shù)研究院
• 主分類號: B22F9/14
• 分類號: B22F9/14;B22F9/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 劉潔

本發(fā)明實施例提供了一種降低氫化脫氫法制得鈦粉氧含量的方法，屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域。所述方法將活潑金屬送入感應(yīng)耦合等離子體炬中激發(fā)電離，得到強(qiáng)還原性感應(yīng)耦合等離子體炬，所述感應(yīng)耦合等離子體炬的工作氣體和邊氣均為氦氣與氬氣的混合氣體A；以所述混合氣體A為送粉氣體，將氫化脫氫法制得的鈦粉以流化狀態(tài)送入步驟(1)建立的強(qiáng)還原性感應(yīng)耦合等離子體炬內(nèi)，鈦粉熔化后脫離所述強(qiáng)還原性感應(yīng)耦合等離子體炬，沉降冷卻得到還原鈦粉；先對得到的還原鈦粉進(jìn)行洗滌，去除其表面附著的殘余活潑金屬及其氧化物，將鈦粉濾出后再進(jìn)行洗滌，過濾、干燥后得到低氧鈦粉。該方法可以使得氫化脫氫鈦粉的氧含量由幾千ppm量級下降至幾百ppm量級。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種降低氫化脫氫法制得鈦粉氧含量的方法。

背景技術(shù)

鈦具有低密度、高強(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)異的性能,在航空航天、兵器船舶，機(jī)械車輛、能源環(huán)保等軍民領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。鈦材生產(chǎn)及加工成本高,采用近凈成形工藝可以提高鈦的材料的利用率,降低生產(chǎn)成本，在制備復(fù)雜形狀、組織均勻的高性能部件方面優(yōu)勢明顯，是目前最具發(fā)展前景的鈦加工工藝之一。

鈦粉是近凈成形工藝的原料，目前鈦粉的主要制備方法有機(jī)械粉碎法、氫化脫氫法、旋轉(zhuǎn)電極法和氣體霧化法等。其中氫化脫氫法由于具備操作簡單，原料來源廣，工藝易實現(xiàn)，產(chǎn)品粒度范圍寬、成本低等特點，已成為國內(nèi)外制取鈦粉的主要方法。然而該方法工藝流程較長，所生產(chǎn)鈦粉比表面積大、形狀不規(guī)則，極易與氧發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致雜質(zhì)含量超標(biāo)。氧含量是鈦粉的關(guān)鍵性參數(shù)，氫化脫氫法制得鈦粉在純度上存在的缺陷，嚴(yán)重制約了其應(yīng)用范圍。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明實施例提供了一種降低氫化脫氫法制得鈦粉氧含量的方法，該方法可以使得氫化脫氫鈦粉的氧含量由幾千ppm量級下降至幾百ppm量級。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：

一種降低氫化脫氫法制得鈦粉氧含量的方法，包括以下步驟：

(1)將活潑金屬送入感應(yīng)耦合等離子體炬中激發(fā)電離，得到強(qiáng)還原性感應(yīng)耦合等離子體炬，所述感應(yīng)耦合等離子體炬的工作氣體和邊氣均為氦氣與氬氣的混合氣體A；

(2)以所述混合氣體A為送粉氣體，將氫化脫氫法制得的鈦粉以流化狀態(tài)送入步驟(1)建立的強(qiáng)還原性感應(yīng)耦合等離子體炬內(nèi)，鈦粉熔化后脫離所述強(qiáng)還原性感應(yīng)耦合等離子體炬，沉降冷卻得到還原鈦粉；

(3)先對步驟(2)得到的還原鈦粉進(jìn)行洗滌，去除其表面附著的殘余活潑金屬及其氧化物，將鈦粉濾出后再進(jìn)行洗滌，過濾、干燥后得到低氧鈦粉。

在一可選實施例中，步驟(1)所述活潑金屬為鈉、鉀、鈣、鋰或鎂單質(zhì)，或鈉、鉀、鈣、鋰或鎂中的兩種或多種單質(zhì)組成的合金，或鈉、鉀、鈣、鋰或鎂中的兩種或多種單質(zhì)組成的混合物。

在一可選實施例中，步驟(1)及步驟(2)所述混合氣體A中，氦氣體積占比5％～15％，余量為氬氣。

在一可選實施例中，步驟(1)及步驟(2)所述強(qiáng)還原性感應(yīng)耦合等離子體炬運(yùn)行功率為120kW～150kW，活潑金屬送料速率為0.5g/min～5g/min。

在一可選實施例中，所述活潑金屬以氣態(tài)或液態(tài)形式輸送。

在一可選實施例中，步驟(2)所述氫化脫氫法制得的鈦粉粒徑為20～150微米，氧含量為2000ppm～5000ppm，鈦粉送粉速率為25g/min～120g/min，送粉氣體流量為5slpm～25slpm。

在一可選實施例中，步驟(3)所述還原鈦粉的洗滌、過濾、干燥均在氬氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行。