[发明专利]低氧球形钽粉及其制备方法

说明书

本发明提供了一种低氧球形钽粉及其制备方法。该低氧球形钽粉的制备方法包括以下步骤：S1：制备原料粉末；S2：球化，将S1步骤制备得到的原料粉末进行等离子球化，且球化后钽粉的氧含量低于500ppm；S3：筛分，将S2步骤得到的球化后钽粉按照目标粒度进行一次或多次筛分处理，得到符合增材制造的粒度范围的钽粉；S4：分级，在气体保护下对S3步骤得到的钽粉进行气流分级处理，去除粒度15μm以下细粉。采用该制备方法制备得到的钽粉粉末球形度高，粒度集中在15～53μm、53～150μm或53～175μm，能够满足增材制造技术对材料的要求，从而解决了现有技术中的制备方法制备得到的钽粉粉末球形度不高的技术问题。

技术领域

本发明涉及增材制造及粉末冶金技术领域，具体涉及一种低氧球形钽粉及其制备方法。

背景技术

金属钽是一种难熔金属，耐蚀性能好，具有优异的生物相容性，常被用做医用材料。作为医用材料，钽的氧化物基本上不被吸收且不呈现毒性反应，可以和其他金属结合使用而不破坏其表面的氧化膜。因此，金属钽被用做植入物用于医疗，如骨替代物、血管支架等。为达到与人体骨弹性模量相近的水平，使用多孔结构降级金属材料的弹性模量。独特的多孔结构及粗糙的内外表面有利于促使新骨最值长入孔隙，使植入物与人骨之间形成生物固定，并最终形成一个整体。三维连通的孔结构能使体液和营养物质在植入体中传输，促使组织再生与重建，加速愈合过程。但多孔材料结构复杂，加工难度大。

增材制造是一种结合数字化技术的快速制造技术，在多孔结构零件制造方面有独特的优势，能够快速完成设计与制造。但其对材料要求高，要求材料有较好的球形度、较好的流动性与适宜的粒度分布。常用的钽粉制备方法氢化脱氢和化学还原法制备的粉末为非球形，不能满足增材制造对材料的要求。一般球形粉末的制备方法有机械球磨法、液相法、气雾化法。球磨法是利用球磨机的转动或振动使用硬球对材料进行撞击、搅拌，在这一过程中将粉末棱角钝化，成为近球形粉末。球磨技术物理过程复杂，存在着磨削、变形、加工硬化、断裂和冷焊等行为，不确定性高，制备的粉末球形度较差。液相法主要包括喷雾热分解法、羰基法和溶胶凝胶法，液相法制备的球形粉末粒度细小、成分均匀，但粉末团聚现象严重。金属钽是一种难熔金属，熔点在2900℃以上，传统气雾化法中的坩埚在这个温度下很难保持原有特性和功能，气雾化法只适用于低熔点金属粉末的制备。等离子旋转电极法能够制备球形钽粉末，但其粒度集中在粒径50微米以上粗粉区域，而增材制造技术中选区熔化技术要求粉末粒度分布在15～53微米，等离子旋转电极制备的钽粉粒度偏粗。

因此，开发一种能够满足增材制造用钽粉及其制备方法是十分必要的。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种低氧球形钽粉及其制备方法，该制备方法采用等离子球化的方法，可实现高熔点难熔金属的雾化，且制备得到的钽粉粉末球形度高，目标粒度段粉末收得率较高，能够满足增材制造技术对材料的要求，以解决现有技术中的制备方法制备得到的钽粉粉末球形度不高的技术问题。

为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种低氧球形钽粉的制备方法。

该低氧球形钽粉的制备方法包括以下步骤：

S1：制备原料粉末；

S2：球化，将S1步骤制备得到的原料粉末进行等离子球化，得到球化后钽粉，且所述球化后钽粉的氧含量低于500ppm；

S3：筛分，将S2步骤得到的所述球化后钽粉按照目标粒度进行一次或多次筛分处理，得到符合增材制造的粒度范围的钽粉；

S4：分级，在气体保护下对S3步骤得到的所述粒度小于等于53μm的钽粉进行气流分级处理，去除粒度15μm以下细粉。

进一步的，所述S3步骤中，得到的符合增材制造的钽粉的粒度为15～175μm。

进一步的，所述步骤S1包括：

S1-1：制备钽粉粉末；