[发明专利]一种微米级球形Ti粉及其制备方法

说明书

本发明公开了一种微米级球形Ti粉的制备方法，其特征在于，以形状不规则的Ti粉体为原料，采用如下步骤制备：(1)射频等离子体球化；(2)去离子水漂洗、脱水；(3)真空干燥。本发明方法中，所用的等离子体粉体球化设备中等离子体反应器内气氛可控,制备出的球形钛粉球形度高、流动性好、粒径小,且分布均匀、杂质少、致密性高，工艺更快速、简捷、一次成型,成本低,具有良好的工业化前景，制备方法可得到高球化率(>95％)、高球形度、高堆积密度、含氧量低的球形钛粉。

技术领域

本发明涉及金属粉末制备技术领域，特别涉及一种微米级球形Ti粉及其制备方法。

背景技术

钛具有比强度高、耐蚀性能好等优点，因此受到越来越多地关注.球形钛粉被广泛地应用于粉末冶金、热喷涂、激光成型等领域中，球形钛粉的制备工艺已成为国内外研究和开发的热点。

粉末冶金作为一种材料加工的先进技术，在钛工业领域中发挥了重要的作用，采用钛粉末冶金近净成型技术，可直接制取成品或接近成品尺寸的零部件，该技术具有降低原材料消耗、缩短加工周期，成本比常规工艺节省20％～50％的特点；同时，粉末冶金对粉体要求很高，压制成型的成品有些直接与粉末粒径有关，等离子体球化粉粒径较为统一，分布均匀，容易控制，可以很好地适用于粉末冶金；另外粉末冶金对化学性能要求也很高，较高的氧含量会降低压制性能、压坯强度和烧结制品的力学性能。等离子体球化制备的粉末氧含量极低，具备无可比拟的优势，因此粉末冶金大部分技术条件中对此都有一定规定。例如，粉末的允许氧含量为0.2％～1.5％，这相当于氧化物含量为1％～10％；

激光成型技术利用计算机模型可直接用球形钛粉一次成型形状复杂的最终零件，制造出的钛零件的性能介于铸造件及锻造件之间，而成本降低了15％～30％，交货时间缩短了50％～75％。当制备多孔材料时，球形钛粉最佳。此外，利用激光成型技术制备致密的生物医用材料，可以节约时间和材料，实现个性化设计和加工，满足医用材料的个性化需求。

热喷涂钛涂层技术是随着现代航空、航天技术的出现而发展起来的。该工艺是一种能降低生产成本的新型工艺，其可使工件表面获得所需要的尺寸及特殊性能的钛涂层，既解决了钛加工困难的问题，又通过节约材料降低了生产成本，热喷涂使用的钛粉要求粒径分布比较统一，流动性好，对粉末的物理性能要求很高；掺入纳米球形钛粉的钛涂料具有优异的抗静电性，防腐防垢也得到了研究和应用.随着球形钛粉应用的不断发展，对于球形钛粉的需求快速增加。高纯度、低成本及稳定化的球形钛粉生产技术已成为国内外粉体制备技术开发的热点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微米级球形Ti粉及其制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种微米级球形Ti粉的制备方法，其特征在于，以形状不规则的Ti粉体为原料，采用如下步骤制备：(1)射频等离子体球化；(2)等离子水清洗；(3)脱水；(4)真空干燥。

优选地，步骤(1)中，所述的射频等离子体球化，采用的设备为TekSphero-40KWSY165射频等离子体球化系统。

进一步优选地，所述射频等离子体球化系统送粉器转速设定为11～20r/min、送粉间隙设定为1.5～2mm。

进一步优选地，所述射频等离子体球化系统送粉器探头型号为SG792或SI792，送粉器探头高度设定为-12～0mm。

进一步优选地，所述射频等离子体球化系统氩气鞘气流流量15～20splm、氦气鞘气流流量50～70splm。

进一步优选地，所述射频等离子体球化系统氩气中央气气流流量17～23splm。

进一步优选地，所述射频等离子体球化系统送粉气体流量为2.5～8splm。