[发明专利]一种近球形钛粉制造工艺以及高性能钛材料

说明书

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，尤其是涉及一种近球形钛粉制造工艺以及高性能钛材料。

背景技术

目前，金属材料的3D打印技术-激光选区熔化日益成熟，Ti及Ti合金具有优异的比强度、突出的生物相容性、良好的耐蚀性、较低的杨氏模量，在生物植入材料以及先进工程材料方面有着突出的竞争力，与易于实现复杂定制化生产的3D打印技术结合更是将其优势性发挥到极致，尤其是今年来，在模具制造、航空航天、生物医疗等领域受到人们的广泛关注。

但是，3D打印要求Ti粉有较高的球形度、粒径合适且粒度分布均匀(一般为30～70um)以及良好的流动性。目前常用的Ti粉制备手段为雾化法与旋转电极法，这两种制备方法制造工艺十分复杂，并且造价十分昂贵，一般高品质Ti粉超过3000元/Kg。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于，提供一种工艺简单、造价便宜的近球形钛粉制造工艺。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种高品质、低成本的高性能钛材料。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种近球形钛粉制造工艺，包括如下步骤，步骤一、将钛经过氢化处理形成钛的氢化物；步骤二、将得到的钛的氢化物进行机械破碎产生氢化钛粉末；步骤三、对氢化钛粉末进行脱氢处理，得到氢化脱氢钛粉；步骤四、对得到的氢化脱氢钛粉进行球磨处理，以得到近球形钛粉。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤四中，在进行球磨处理之前，在球磨设备内通入氩气进行保护。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤四中，在进行球磨处理之前，还加入硬脂酸。

作为上述技术方案的进一步改进，步骤四中，在进行球磨处理之前，在氢化脱氢钛粉中掺入第二相粉体。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二相粉体为TiO₂。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二相粉体为TiC、TiB₂或TiN。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第二相粉体为Fe粉。

作为上述技术方案的进一步改进，球磨处理完成之后，将球磨罐静置7h以上。

本发明还提供一种高性能钛材料，所述高性能钛材料使用如上所述的近球形钛粉制造工艺制得的近球形钛粉经3D打印制得。

本发明的有益效果是：

本发明的近球形钛粉制造工艺，经过氢化、破碎、脱氢、球磨处理得到近球形钛粉，相比于传统的雾化法和旋转电极法制得的近球形钛粉，其生产价格大大的降低。

本发明的高性能钛材料，通过近球形钛粉制造工艺制得，成本低、性能优异。

附图说明

图1是本发明的近球形钛粉的制造工艺流程图；

图2是本发明到的近球形钛粉球磨前后粉体的SEM图，原料为α-Ti相氢化脱氢钛粉，其中(a)表示球磨前，(b)表示球磨后，放大500倍，(c)表示球磨后，放大1000倍；

图3是本发明的高性能钛材料的力学性能数据图；

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

本发明旨在提供一种可以减小近球形钛粉制造成本的近球形钛粉制造工艺，为此，如图1，示出了本发明的近球形钛粉的制造工艺流程图。

S100，将钛进行氢化处理，以得到钛的氢化物。

S200，钛吸氢后产生的钛的氢化物会产生脆性，故而，本步骤中，对钛的氢化物进行机械破碎，以产生氢化钛粉。

S300，将得到的氢化钛粉进行脱氢处理，以得到原始的氢化脱氢钛粉，具体的，氢化钛粉脱氢处理过程中，脱氢在真空、高温条件下进行，经过上述步骤得到的氢化脱氢钛粉成本十分低廉，成本价格一般在200元/Kg左右，相比与传统雾化法和旋转电极法，在成本上大大降低。

上述过程中得到的氢化脱氢钛粉在实际使用中还需要进行整形，以提高其球形度、改善其流动性，为此，还需进行S400，对氢化脱氢钛粉进行球磨处理，以得到近球形钛粉。