[发明专利]球形金属粉末掺合物及其制造方法

说明书

一种使用金属原料制造球形金属粉末掺合物的方法，该方法包括以下步骤：研磨金属原料以产生中间粉末；将中间粉末球化以产生第一球形粉末组分；以及将第一球形粉末组分与第二球形粉末组分混合，其中，第一球形粉末组分和第二球形粉末组分具有基本相同的化学成分。

技术领域

本申请涉及球形金属粉末掺合物(blend)，更具体地说，涉及具有目标氧浓度的球形金属粉末的掺合物。

背景技术

钛基合金通常表现出高的强度重量比、优异的耐腐蚀性和高温性能。因此，钛基合金(例如Ti-6Al-4V)通常用于航空航天工业，例如用于制造各种飞行器部件等。

钛基合金相对昂贵，并且可能难以加工成符合航空航天规格的复杂零件。这已致使航空航天工业开发出网状(或近网状)技术，包括可减少所需机加工量的增材制造工艺。

尽管与传统的减材制造工艺相比，增材制造可能每个部件消耗更少的材料，但增材制造的特定原料要求往往会增加成本，这可能抵消了与增材制造相关的成本节省。例如，由于对流动性的要求以及对均匀性和高密度填充的需求，球形金属粉末通常用于增材制造。在钛基合金的情况下，一些氧气可以有益地改善机械性能，但是过量的氧气可能具有不利的影响，例如在给定强度下延展性的降低(脆化)和韧性的降低。因此，工业规格通常要求球形钛粉末具有阈值/最大氧浓度，例如对于Ti-6Al-4V最多为2000ppm(重量的0.2％)的氧气。截至2017年，氧气含量约为2000ppm的高质量球形Ti-6Al-4V粉末的单位成本可能超过每磅100美元。

因此，本领域技术人员继续进行球形金属粉末领域的研究和开发工作，包括适用于增材制造工艺的球形金属粉末。

发明内容

一方面，所公开的用于制造球形金属粉末的方法包括：(1)研磨金属原料以产生中间粉末；(2)球化该中间粉末以产生第一球形粉末组分；以及(3)将第一球形粉末组分与第二球形粉末组分混合，其中，第一球形粉末组分和第二球形粉末组分具有基本相同的化学成分。

在另一方面，所公开的用于制造球形金属粉末的方法包括将第一球形粉末组分与第二球形粉末组分混合，其中，第一球形粉末组分包括钛并且具有在约2100ppm至约4000ppm范围内的氧浓度，并且其中，第二球形粉末组分包括钛并且具有至多约1800ppm的氧浓度。

一方面，所公开的球形金属粉末掺合物是以下方法的产物，其包括：(1)研磨金属原料以产生中间粉末；(2)球化该中间粉末以产生第一球形粉末组分；以及(3)将第一球形粉末组分与第二球形粉末组分混合，其中，第一球形粉末组分和第二球形粉末组分具有基本相同的化学成分。

在另一方面，所公开的球形金属粉末掺合物包括第一球形粉末组分和第二球形粉末组分的混合物(mixture)，其中，第一球形粉末组分包括钛并且具有在约2100ppm至约4000ppm范围内的氧浓度，并且其中，第二球形粉末组分包括钛并且具有至多约1800ppm的氧浓度。

根据以下详细描述、附图和所附权利要求，所公开的球形金属粉末掺合物的其他方面及其制造方法将变得显而易见。

附图说明

图1是描绘所公开的用于制造球形金属粉末掺合物的方法的一个方面的流程图；

图2是飞行器制造和维修方法的流程图；以及

图3是飞行器的框图。

具体实施方式

公开了球形金属粉末掺合物及其制造方法。通过公开的方法生产的球形金属粉末掺合物可以具有处于或低于阈值的氧浓度(例如，对于Ti-6Al-4V最高为2000ppm)，但比市售的低氧球形金属粉末更便宜。