[发明专利]一种钛合金球形粗粉低成本回收再制粉工艺

说明书

一种钛合金球形粗粉的低成本回收再制粉工艺，步骤：选择合适规格的陶瓷管或者钛合金薄壁管清洗、烘干，底部封堵；将钛合金球形粗粉填入陶瓷管或钛管中，粉末装填密度达到2.6～3.0g/cmsupgt;3/supgt;以上；将陶瓷管或钛合金薄壁管竖向放入真空烧结炉中，进行无压烧结，烧结温度1000～1050℃，保温2～6h，随炉冷却；冷却后出炉，清除掉氧化铝管及垫片，按需加工成电极棒；将电极棒进行制粉。本发明提供了一种简便、低成本的粗钛粉回收再利用技术，具有工艺简单、易操作、材料利用率高、成本低的特点，同时减少了资源浪费，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于金属粉末制备技术领域，涉及一种钛合金球形粗粉的低成本回收再制粉工艺。

背景技术

EIGA(电极感应气雾化)工艺是目前国内外大规模生产增材制造用高品质球形钛粉的主流工艺，占到球形钛粉市场的90％以上。EIGA工艺制备的钛合金球形粉中15～53μm粒度约占粉末总重量的30～40％，可直接用于钛合金增材制造行业；53μm以上粒度约占粉末总重量的50～70％，并且含有一定比例的空心粉、卫星粉等，主要用做钢铁冶炼或烟花添加剂，回收价格低于海绵钛等基础原材料价格，并且市场消化能力非常有限，因此大量的高品质粗钛粉不仅直接影响到制粉的利润水平以及市场竞争力，也造成了巨大的资源、能源浪费，并且钛粉属于极易燃烧的粉末，存在巨大的安全隐患。所以开发高纯低氧钛合金球形粗粉的低成本回收再利用技术已经成为制粉行业迫切需要解决的共性技术问题。

EIGA工艺产生的球化钛粉具有高纯低氧的特点，粗粉的氧氮含量更是低于同批次细粉，其氧含量约500～600ppm、氮含量约30～50ppm，与原始合金棒材相当。因此球形粗粉在材料纯度上极有优势，缺点在于粗粉要提高附加值必须要求短流程、低成本的转化成高附加值的钛产品。由于近几年增材制造用球形钛粉呈爆发趋势，针对球形粗钛粉尚无成熟、高附加值的应用领域，目前球形粗钛粉的应用还是以炼钢的添加剂和烟火行业等传统用途为主，而考虑到钛冶炼行业的特殊性和工艺难度，粗钛粉的完全冶炼回收与海绵钛冶炼相比，成本更高，主要原因在于：钛的冶炼主要采用真空自耗熔炼炉先将海绵钛经多次自耗熔炼成钛棒或钛锭，再将钛锭重熔浇注成钛的最终产品，而粗钛粉呈正球形、硬度极高，压制无变形、无相互咬合，所以很难像海绵钛一样压制成电极，因此熔炼难度极高。另外，钛的铸造行业一般使用钛锭而非钛的初级原材料(钛粉、海绵钛)作为原料进行熔炼，主要考虑到成分均匀性的问题，另外无论是用等离子炉、电子束炉还是感应加热炉，对碎料的加热效率低造成熔炼时间大大延长，对生产效率来说是非常不利的。

另查专利申请号为CN201910791706.7的中国专利报道了一种增材制造废弃钛或钛合金粉末的回收处理方法，在10℃～20℃的室温，惰性气体保护条件下，对废弃钛或钛合金粉末进行如下操作:步骤1：向增材制造废弃钛或钛合金粉末中加入钠汞齐，得混合浆料；步骤2：对步骤1得到的混合浆料进行混料操作，使混合浆料达到流化状态；步骤3:向步骤2得到的流化状态混合浆料中通入惰性气体，通过在混合浆料内产生的气泡以及浆料之间的对流作用，驱动钛或钛合金粉末间产生剪切摩擦，并加速浆料中钠汞齐的蒸发，分离得到固相钛或钛合金粉末；步骤4：将步骤3得到的钛或钛合金粉末进行洗涤，干燥后得到可再次用于增材制造的钛或钛合金粉末。该专利工艺步骤复杂、流程长，并且仅限于处理增材制造废弃钛或钛合金粉末，对粉末粒度没有改变，因此也不适于处理增材制造粉末之外的粗钛粉。

所以粗钛粉的回收再利用也是一项极具挑战性的技术难题，需要突破传统思维，在工艺和应用目标上进行创新。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种钛合金球形粗粉的低成本回收再制粉工艺，具有工艺简单、材料利用率高、成本低的特点，同时减少了资源浪费。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种钛合金球形粗粉的低成本回收再制粉工艺，其特征在于包括以下步骤：

1)选择合适规格的陶瓷管或者钛合金薄壁管并清洗、烘干，底部用平整的陶瓷片或钛片封堵；