[发明专利]粉末表面处理剂、钛或钛合金粉表面处理方法及复合粉末

说明书

本发明公开了一种粉末表面处理剂、钛及钛合金粉表面处理方法及复合粉末。该粉末表面处理剂包括以下原料：有机聚合物、钛酸酯偶联剂和有机溶剂，有机聚合物为聚苯乙烯和ABS塑料中的至少一种，有机溶剂为二甲苯或甲苯，有机聚合物的浓度为0.005‑0.04g/mL，钛酸酯偶联剂的浓度为0.001‑0.004g/mL。采用该粉末表面处理剂对钛或钛合金粉末进行表面处理，使得钛或钛合金粉表面形成有机物包覆层，能够抑制其在后期使用和运输过程中氧含量的增加，提高了力学性能，从而解决了现有技术中HDH钛及钛合金粉在高端钛制品的应用中存在的活性差、成本高的技术问题。

技术领域

本发明涉及粉末冶金技术领域，具体涉及一种粉末表面处理剂、钛及钛合金粉表面处理方法及复合粉末。

背景技术

钛及钛合金因具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好以及良好的生物相容性等特点而被广泛应用于航空航天、海洋工程、医用材料等各个领域。然而传统的铸造工艺制备的钛及钛合金工序复杂，二次加工时材料损失较大，存在生产效率低、制备成本高、难以制造复杂形状零部件等难题，严重限制了钛及钛合金的工业化应用水平。而粉末冶金工艺作为一种高效、优质、精密、节能的近终成形技术，可以实现钛及钛合金零部件的一次成形，避免或减少材料的机加工，提高材料利用率，有效降低制备成本，并能获得均匀细小组织，因此成为我国钛工业快速发展的必然选择。

粉末冶金工艺以金属粉末为原料，经过成形和烧结以制取金属制品。在粉末钛合金的生产过程中，高质量钛及钛合金粉的制备显得尤为重要，特别是粉末氧及其他杂质元素含量的控制对于最终产品的性能影响极大。现有的高端粉末冶金钛制品基本都是雾化钛及钛合金粉末为原料，由于雾化粉末球形度高，比表面积低，在使用及运输过程中即使在空气中暴露其增氧程度仍在可接受范围内，对制件的烧结性能影响不大。但雾化粉末由于其制备过程Ar气消耗量大、细粉收得率较低，为此价格居高不下，一般市售价格为2500-3500元/kg，为此高性能粉末冶金钛制品价格过高，导致其在各个领域的应用严重受限。

中国专利CN201310401758.1提供了一种高纯超细低氧氢化脱氢钛粉的制备方法，其制备工序简单，价格低廉，不到雾化粉末价格的10％。然而由于粉末颗粒细小、形状不规则、比表面积大，一旦在空气中暴露即剧烈钝化，致使粉体氧含量大幅度提高，粉末表面活性急剧降低，导致粉末冶金制件致密化程度低，性能严重恶化，因此氢化脱氢(HDH)粉末的高纯低氧优势无法得到充分发挥。现阶段以HDH粉末为原料的粉末钛合金工艺难以在高端领域中得到应用。

综上，为了提升低成本高活性HDH钛及钛合金粉在高端钛制品中的应用，实现高性能钛及钛合金产品制备的低成本化，开发一种新型的粉体表面处理方法，能够保持HDH钛及钛合金粉末高纯低氧的优势，同时也能够适用于常规粉末冶金制备工艺是十分必要的。

除了HDH钛或钛合金粉末外，随着性能要求的提升，许多粉末产品要求含氧量越来越低，也需要开发一种适宜的表面处理方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种粉末表面处理剂、钛或钛合金粉表面处理方法及复合粉末。该表面处理方法使得钛或钛合金粉表面形成有机物包覆层，能够抑制钛或钛合金粉在后期使用和运输过程中氧含量的增加，提高了力学性能，以解决现有技术中HDH钛或钛合金粉在高端钛制品的应用中存在的活性差、成本高的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种粉末表面处理剂。

该粉末表面处理剂包括以下原料：有机聚合物、钛酸酯偶联剂和有机溶剂，所述有机聚合物为聚苯乙烯和ABS塑料中的至少一种，所述钛酸酯偶联剂为单烷氧基焦磷酸酯型，所述有机溶剂为二甲苯或甲苯，所述有机聚合物的浓度为0.005-0.04g/mL，所述钛酸酯偶联剂的浓度为0.001-0.004g/mL。