[发明专利]一种Ti-48Al-2Cr-2Nb合金粉末的制备方法及应用

摘要

一种Ti‑48Al‑2Cr‑2Nb合金粉末的制备方法及应用，属于增材制造技术领域。所述方法如下：合金熔炼：对合金原料进行熔炼；加工电极：对熔炼的合金进行精车加工；雾化制粉：将合金电极圆棒在雾化室内进行雾化制粉；惰性气体回收净化：对雾化制粉过程中使用的惰性气体进行回收；粉末收集筛分：粉末冷却后，经旋风分离器收集，利用振动筛在惰性气体保护下筛分所需粒度范围的活性合金粉末并包装。本发明的优点是：制备的Ti‑48Al‑2Cr‑2Nb合金粉末杂质含量低，含氧量≤1000ppm，可满足航空航天、军工领域对3D打印钛合金金属粉体的应用要求。本发明使用了一种惰性气体回收净化系统，有效提高了气体回收率，回收气量在90%~5%的范围内，使生产成本降低30%以上。

主权项

1.一种Ti‑48Al‑2Cr‑2Nb合金粉末的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：步骤一：合金熔炼：采用水冷铜坩埚感应熔炼方法制备Ti‑48Al‑2Cr‑2Nb合金铸锭，熔炼温度为1700~1900℃，熔炼时间30~45分钟；步骤二：加工电极：对步骤一中制备的Ti‑48Al‑2Cr‑2Nb合金铸锭进行精车加工，将Ti‑48Al‑2Cr‑2Nb合金铸锭加工成Ti‑48Al‑2Cr‑2Nb合金电极圆棒（3）；步骤三：雾化制粉：在加料室（2）内，将步骤二中获取的Ti‑48Al‑2Cr‑2Nb合金电极圆棒（3），垂直固定夹持在提升机构（1）上；关闭加料室（2），启动雾化制粉设备的真空系统，对雾化制粉设备的熔炼室（5）和雾化室（8）预抽真空，当真空度≤6.7×10‑2Pa，升压率≤0.67Pa/h时，通过充气管道（10）向熔炼室（5）和雾化室（8）充入惰性气体保护，使熔炼室（5）和雾化室（8）内压力为0.9~1.1atm；由电机驱动，将缓慢旋转的Ti‑48Al‑2Cr‑2Nb合金电极圆棒（3）置于熔炼室（5）和雾化室（8）内的高频感应线圈（6）中，电极旋转保持一定转速，电极的进给速度范围为0~100mm/min；线圈的感应功率在70~100kW之间，电极熔化形成液流，自然滴落；此时启动雾化制粉设备中的环孔气体雾化喷嘴（7），气流压力范围在2.5~4MPa，当Ti‑48Al‑2Cr‑2Nb合金液流经环孔气体雾化喷嘴（7）时，液流被环孔气体雾化喷嘴（7）产生的气流均匀、充分击碎并凝固形成微细粉末颗粒，冷却形成粉末；步骤四：惰性气体回收净化：参与雾化后的惰性气体通过旋风过滤器、精细过滤器过滤，而后经压缩机压缩至气体净化系统，经净化后的气体经热交换器降至室温，而后通过高压压缩机压缩和脉冲缓冲罐稳定后，达到雾化工艺条件要求的雾化压力和气体流速，气体重新参与雾化过程；步骤五：粉末收集筛分：粉末冷却至室温后，经旋风分离器收集，利用振动筛在惰性气体保护下筛分所需粒度范围的活性合金粉末并包装。