[發明專利]一種采用切削廢料制備細粒度低氧鈦及鈦合金粉末的方法

在審

• 申請號: 202010044236.0
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111112628A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 秦明禮;陳剛;丁旺旺;陶麒鸚;陳澤鑫;路新;章林;郭志猛;曲選輝
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: B22F9/02
• 分類號: B22F9/02;B22F1/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明公開一種采用切削廢料制備低成本細粒度低氧鈦及鈦合金粉末的方法，屬于粉末冶金粉末制備技術領域。本方法以鈦及鈦合金切削廢料為原料，經過氫化、破碎、脫氫、鈍化等過程得到最終產品。該方法通過回收利用鈦及鈦合金廢料，成本低，有效解決切削廢料浪費及污染環境等問題；采用氫化脫氫法將廢料制備成鈦及鈦合金粉末，再通過鈍化處理控制粉末顆粒的表面氧化層狀態和氧含量，可以制備出氧含量≤0.2wt.％、粒度(D₅₀)小于50μm的鈦及鈦合金粉末，粉末抗氧化性優異，于室溫下空氣中放置一周時間后，粉末氧含量基本穩定不變。

技術領域

本發明屬于粉末冶金領域，涉及鈦及鈦合金切削廢料制備粉末的方法。

背景技術

鈦及鈦合金具有優異的性能，在航空航天、生物醫學、機械等領域有著廣泛的應用。在加工鈦材過程中，由于其難加工、工藝復雜、材料利用率低等因素導致產生了大量廢屑，造成了鈦資源的極大浪費以及環境污染。目前，對金屬廢料進行回收利用主要采用熔煉的方法，由于鈦及鈦合金具有高熔點的特點，在熔煉過程中高的能耗造成了生產成本的急劇增加，嚴重制約了其回收利用的應用和發展。相比傳統的熔煉鑄造和鍛造工藝，粉末冶金技術具有近凈成形、材料利用率高的優點，有效降低了生產成本。在低于金屬熔點的溫度下進行回收利用，并生產適用于粉末冶金的原材料，是制備高性能、低成本產品及降低能耗的有效方法。通過對切削廢料進行氫化脫氫(即氫化、破碎、脫氫)制備鈦及鈦合金粉末，能夠有效回收切削廢料；由于鈦及鈦合金粉末活性較高、易氧化，在制備過程中粉末鈍化處理工藝，控制氧含量及粉末抗氧化性能是生產高品質粉末的關鍵。

發明內容

本發明的目的在于開發一種采用切削廢料制備低成本細粒度低氧鈦及鈦合金粉末的方法。

本發明包括如下具體步驟：

(1)以鈦及鈦合金切削廢料為原料，清洗廢料表面；

(2)將步驟(1)得到潔凈廢料進行氫化、破碎、脫氫處理；

(3)將步驟(2)得到的粉末在一定氣氛中鈍化處理，得到最終粉末產品；

(4)測試粉末粒度及氧含量，在空氣中放置一段時間對比氧含量變化。

進一步地，步驟(1)所述清洗溶劑為有機溶劑或者弱酸，如丙酮、稀鹽酸。

進一步地，步驟(2)所述氫化處理溫度是500-750℃，時間是2-6h；脫氫處理溫度是500-800℃，時間是2-5h。

進一步地，步驟(3)所述鈍化處理氣氛為氧氣含量不超過10％的氬氣與氧氣混合氣氛，鈍化溫度不高于300℃，鈍化時間不超過5h。

本發明的技術有以下的優勢：

(1)以切削廢料為原料制備鈦及鈦合金粉末，有效進行了廢物利用，提高資源利用率，降低了生產成本。

(2)通過鈍化處理，控制粉末顆粒表面氧化膜物相的種類和厚度，形成致密的氧化膜，有效阻止粉末進一步氧化，得到氧含量低和抗氧化性能優異的粉末。

(3)可制備出氧含量≤0.2wt.％、粒度(D₅₀)小于50μm的粉末，于室溫下空氣中放置一周時間后，粉末氧含量基本穩定不變。

附圖說明

圖1實施例1制備的氫化脫氫低成本鈦粉掃描電鏡照片。

具體實施方式

實施例1