[發明專利]一種高硬度耐磨球形鈦基復合粉末及其制備方法

在審

• 申請號: 202210444936.8
• 申請日: 2022-04-26
• 公開（公告）號: CN114713832A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 安琦;黃陸軍;陳潤;王存玉;張芮;孫楓泊;龔德龍;熊少聰;耿林
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B22F9/10
• 分類號: B22F9/10;B22F1/065;B22F3/14;C22C1/05;C22C14/00;C22C32/00;C23C24/10
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 譚輝

1.一種高硬度耐磨球形鈦基復合粉末的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟：

(1)將鈦基材料和陶瓷粉末混合均勻、靜置，得到混合粉末；

(2)將所述混合粉末進行真空熱壓燒結處理，得到鈦基復合材料；

(3)對所述鈦基復合材料進行旋轉制粉，得到所述高硬度耐磨球形鈦基復合粉末。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中：

所述鈦基材料和所述陶瓷粉末在氬氣環境中通過球磨混勻后，并在球磨罐中靜置6h；

所述球磨的球磨轉速為300～400r/min，球磨時間為5～10h，球料比為(5～10):1。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中：

所述混合粉末中所述陶瓷粉末的含量為5～20wt％。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(1)中：

所述鈦基材料為純鈦、TC4鈦合金粉末、TA15鈦合金粉末中的一種，優選的是，所述鈦合金粉末的粒徑為10～53μm；

所述陶瓷粉末為TiB₂粉末、石墨粉末中的至少一種；和/或

所述陶瓷粉末的粒徑為0.5～8μm。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中：

將所述混合粉末進行真空熱壓燒結處理，后隨爐冷卻，得到包含陶瓷增強相的所述鈦基復合材料；

所述陶瓷增強相為TiB、TiC中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中：

所述真空熱壓燒結處理的溫度為1200～1400℃，壓力為20～40MPa，時間為1.5～3h，真空度＞1×10^-2Pa。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟(3)中：

將所述鈦基復合材料表面車光并加工工裝螺紋后，安裝在旋轉電極制粉設備的旋轉裝卡夾上，設置旋轉電極制粉設備的電流、旋轉裝卡夾的轉速、所述鈦基復合材料的進給速度，在氬氣氛圍中，進行所述旋轉制粉，使鈦基復合材料局部受熱熔化旋出細小熔融液滴，所述細小熔融液滴冷卻凝固得到所述高硬度耐磨球形鈦基復合粉末；

優選的是，所述旋轉電極制粉設備的電流為600～1000A，旋轉裝卡夾的轉速為10000～30000r/min，所述鈦基復合材料的進給速度為1～3mm/s。

8.一種高硬度耐磨球形鈦基復合粉末，其特征在于，根據權利要求1-7中任一所述的制備方法制備得到。

9.根據權利要求8所述高硬度耐磨球形鈦基復合粉末，其特征在于：

所述高硬度耐磨球形鈦基復合粉末中陶瓷增強相的體積分數為a，10vol％≤a≤50vol％；

所述高硬度耐磨球形鈦基復合粉末形成熔覆層的硬度≥HRC42。

10.根據權利要求8所述高硬度耐磨球形鈦基復合粉末，其特征在于：

所述高硬度耐磨球形鈦基復合粉末的粒徑為100～200目。