射频等离子熔炼系统制备3D打印用球形钛合金粉的方法与流程

文档序号:13925385研发日期:2017年阅读:230来源:国知局
技术简介:
本发明针对传统钛合金粉制备工艺得粉率低、氧含量高及球形度不足的问题,提出采用射频等离子熔炼结合氩气雾化技术的创新方法。通过将钛合金丝熔炼为熔融态后,利用高速氩气流以40°-45°冲刷角进行雾化,配合超声波筛分,实现粒度<45μm球形钛合金粉得粉率>20%,氧含量<0.15%,球形度≥90%,显著提升3D打印材料性能并降低生产成本。
关键词:射频等离子熔炼,氩气雾化,球形钛合金粉

本发明涉及钛合金粉制备技术领域,尤其是一种射频等离子熔炼系统制备3d打印用球形钛合金粉的方法。



背景技术:

传统侧面水平方向冲切成形模具,一般是凸模侧采用外滑块向里推,凹模侧固定不动或再单独设计一个凹模滑块的结构形式,对于盒形类产品成形冲切,该结构不便于布置凹模侧滑块的斜楔,凹模滑块也容易压伤产品,结构比较复杂,并不是最优方案。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题是:提供一种射频等离子熔炼系统制备3d打印用球形钛合金粉的方法,粒度小于45μm的球形钛合金粉得粉率超过20%,得粉率高,大幅降低了生产成本。

为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案是:射频等离子熔炼系统制备3d打印用球形钛合金粉的方法,包括以下步骤:

a、将钛合金丝加入射频等离子熔炼系统中,通过射频等离子的放电电弧将钛合金丝熔炼成熔融态;

b、将熔融态的钛合金滴入氩气雾化系统中,通过高速氩气流冲刷钛合金熔融液滴,使熔融态的钛合金雾化;

c、冷却雾化后的钛合金后进行收集,然后筛分选取粒度合格的钛合金粉;

其中,以上步骤均在氩气环境保护下进行。

进一步的是:所述氩气流的冲刷角度为40°~45°。

进一步的是:所述射频等离子熔炼系统设置在氩气雾化系统上方,其射频等离子熔炼系统出口的位置与氩气雾化系统进口的位置相对应。

进一步的是:采用超声波振动筛进行筛分。

进一步的是:筛分选取粒度小于45μm的钛合金粉为合格品。

本发明的有益效果是:通过将钛合金丝加入射频等离子熔炼系统中,利用射频等离子的放电电弧将钛合金丝熔炼成熔融态,熔融态的钛合金滴入氩气雾化系统中,氩气雾化系统中存在着高速流动的氩气流,氩气流以一定角度将钛合金熔融液滴冲刷至雾化,将雾化后的钛合金冷却至室温,从而制得钛合金粉,经大量试验和实践并检测制得钛合金粉,其中粒度为45μm以下的钛合金粉得粉率超过20%,氧含量<0.15%,球形度≥90%,满足3d打印要求的球形钛合金粉得粉率高,流动性强,作为3d打印的材料质量高,且可大幅降低生产成本。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。

本发明所述射频等离子熔炼系统制备3d打印用球形钛合金粉的方法,包括如下步骤:

a、将钛合金丝加入射频等离子熔炼系统中,通过射频等离子的放电电弧将钛合金丝熔炼成熔融态,其中,钛合金丝缠绕成丝盘设置在射频等离子熔炼系统上方,钛合金丝可不断进料,提高整体工序的连续性;

b、将熔融态的钛合金滴入氩气雾化系统中,通过高速氩气流冲刷钛合金熔融液滴,由于氩气流处于极高的运动速度条件下,会对钛合金熔融液滴产生很强的离散雾化作用,使熔融态的钛合金雾化;

c、冷却雾化后的钛合金后进行收集,然后筛分选取粒度合格的钛合金粉,由于是用于3d打印,筛分选取粒度小于45μm的钛合金粉为合格品,筛分工具为超声波振动筛。

由于钛合金具有较强的活性,为防止其氧化,以上步骤均在氩气系统的保护下进行。

具体的,为了方便生产,便于操作,射频等离子熔炼系统设置在氩气雾化系统的上方,且射频等离子熔炼系统出口的位置与氩气雾化系统进口的位置相对应,熔融后的钛合金可从射频等离子熔炼系统中在自身重力作用下直接滴入氩气雾化系统中。

实施例1

取直径为2mm的钛合金丝,放入射频等离子熔炼系统,通过调节射频等离子的放电电弧使钛合金丝融化,熔融态的钛合金从射频等离子熔炼系统中流出,由于收到自身重力作用,熔融态的钛合金呈液滴状不断滴下进入氩气雾化系统中,氩气雾化系统中的氩气流以41°的冲刷角度对钛合金熔融液滴进行冲刷,冷却雾化的钛合金后进行收集,利用超声波振动筛进行筛分,选取粒度小于45μm的球形钛合金粉,得粉率为21%,氧含量<0.15%,球形度≥90%。,球形尺寸在45~125μm范围内流动性<25s(使用“霍尔流速计”测试流动性),松堆密度:0-180μm的钛合金粉大于2.35~2.65g/cm3

实施例2

取直径为2mm的钛合金丝,放入射频等离子熔炼系统,通过调节射频等离子的放电电弧使钛合金丝融化,熔融态的钛合金从射频等离子熔炼系统中流出,由于收到自身重力作用,熔融态的钛合金呈液滴状不断滴下进入氩气雾化系统中,氩气雾化系统中的氩气流以44°的冲刷角度对钛合金熔融液滴进行冲刷,冷却雾化的钛合金后进行收集,利用超声波振动筛进行筛分,选取粒度小于45μm的球形钛合金粉,得粉率为23%,氧含量<0.15%,球形度≥90%,球形尺寸在45~125μm范围内流动性<23s(使用“霍尔流速计”测试流动性),松堆密度:0-180μm的钛合金粉大于2.35~2.65g/cm3

综上所述,采用本发明所制得的钛合金粉可满足3d打印要求,满足3d打印要求的球形钛合金粉得粉率高、氧含量低、流动性强。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种射频等离子熔炼系统制备3D打印用球形钛合金粉的方法,包括以下步骤:a、将钛合金丝加入射频等离子熔炼系统中,通过射频等离子的放电电弧将钛合金丝熔炼成熔融态;b、将熔融态的钛合金滴入氩气雾化系统中,通过高速氩气流冲刷钛合金熔融液滴,使熔融态的钛合金雾化;c、冷却雾化后的钛合金后进行收集,然后筛分选取粒度合格的钛合金粉;本发明所制得的粒度为45μm以下的钛合金粉得粉率超过20%,氧含量<0.15%,球形度≥90%,满足3D打印要求的球形钛合金粉得粉率高,流动性强,作为3D打印的材料质量高,且可大幅降低生产成本。

技术研发人员:范亚卓;苗庆东;谢波;赵三超
受保护的技术使用者:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
技术研发日:2017.11.01
技术公布日:2018.03.13
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