一種氫化鈦合金粉末的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種氫化鈦合金粉末的制備方法，屬于粉末冶金技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦合金處理具有密度低、強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于航空、航天、化工等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的鈦合金成型主要采用鑄造及鍛造等手段，鍛造鈦合金性能較高，但難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件近終成型，且材料利用率低，鑄造方法能夠得到近終成型鈦合金構(gòu)件，但該方法難以避免生產(chǎn)鑄造缺陷，性能偏低；粉末冶金方法不僅能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件近凈成型，而且得到的合金組織晶粒細(xì)小，致密度高，具有很高的力學(xué)性能。然而在國(guó)內(nèi)，鈦及鈦合金粉末冶金領(lǐng)域由于受到技術(shù)發(fā)展及設(shè)備限制，技術(shù)成熟度較低，目前還處于研宄階段，特別在粉末制備方面，由于傳統(tǒng)的霧化方法需經(jīng)過(guò)液態(tài)轉(zhuǎn)變，而鈦合金在液態(tài)下活性高，易于其它材料及氧、氮等氣體發(fā)生反應(yīng)，制備難度較大。
[0003]利用鈦的吸氫脆化原理，通過(guò)氫化-脫氫技術(shù)可以制備得到粒度細(xì)小的鈦粉末。該方法通過(guò)將鈦塊料置入高溫環(huán)境并通入氫氣，鈦塊在高溫環(huán)境中吸氫實(shí)現(xiàn)脆化，然后通過(guò)研磨手段將氫化鈦料進(jìn)行破碎細(xì)化，制備得到氫化鈦粉末。
[0004]該發(fā)明通過(guò)氫處理手段實(shí)現(xiàn)對(duì)鈦合金塊料進(jìn)行吸氫脆化處理，并通過(guò)氣流磨研磨方法，制備得到粒度細(xì)小的氫化鈦合金粉末。該方法避免了液態(tài)反應(yīng)的問(wèn)題，能夠得到極細(xì)的氫化鈦合金粉體，且可以實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，具有重要的應(yīng)用價(jià)值和前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明正是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)狀況而設(shè)計(jì)提供了一種氫化鈦合金粉末的制備方法，其目的是制備出適合于批量生產(chǎn)氫化鈦合金粉末。
[0006]本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種氫化鈦合金粉末的制備方法，其特征在于:該方法步驟如下:
[0008]I)氫處理:將鈦合金母料裝入氫化爐內(nèi)進(jìn)行氫化處理，首先抽真空至0.1Pa以下，然后加熱并通入氫氣，使?fàn)t內(nèi)氫氣壓力達(dá)到I?lOOOOOPa，加熱到溫度450?850°C，保溫時(shí)間3.5?8小時(shí)，隨爐冷卻至100°C以下出爐；
[0009]鈦合金母料在裝爐前經(jīng)過(guò)吹砂、酸洗、清洗及烘干工序，以去除表面氧化層或油污；
[0010]2)粗破碎:將經(jīng)過(guò)氫處理后的鈦合金母料在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)破碎，粒度< 5_ ;
[0011]3)氣流磨:將破碎后的鈦合金顆粒裝入流化床氣流磨進(jìn)行研磨，入料口采用密封處理，鈦合金顆粒在氣氛保護(hù)下送入研磨腔中，研磨壓力0.5?0.9MPa，分選機(jī)轉(zhuǎn)速1000?10000轉(zhuǎn)/分鐘；
[0012]4)收粉:收集得到氫化鈦合金粉末到氣氛保護(hù)的容器中，出粉口采用密封處理，并與大氣隔咼。
[0013]本發(fā)明方法不同于傳統(tǒng)對(duì)純鈦進(jìn)行氫化-脫氫制備純鈦粉的技術(shù)，通過(guò)鈦合金塊料在高溫氫氣氛中吸氫脆化，然后通過(guò)氣流磨研磨技術(shù)，制備得到粒度細(xì)小的氫化鈦合金粉末。該氫化鈦合金粉末不直徑進(jìn)行脫氫處理制備鈦合金粉末，而可將合金中的氫保留在粉體當(dāng)中，可避免在保存及后續(xù)成形過(guò)程中粉體受到氧等雜質(zhì)元素污染。該技術(shù)制備氫化鈦合金粉末，過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低廉，粉末粒度細(xì)小，清潔無(wú)污染，效率高，適用于氫化鈦合金粉末的批量生產(chǎn)。本發(fā)明主要用于批量生產(chǎn)氫化鈦合金粉末，具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
[0015]本實(shí)施方式的步驟及工藝流程如下:
[0016]1、將TC4鈦合金塊料經(jīng)過(guò)吹砂、酸洗、清洗后，在溫度100°C烘烤2小時(shí)。
[0017]2、將清潔處理后的鈦合金快料裝入氫化爐內(nèi)，抽真空至0.1Pa，然后加熱并通入氫氣，溫度450°C，時(shí)間8小時(shí)，爐內(nèi)氫氣壓力lOOOOOPa，隨爐冷卻至50°C出爐；
[0018]步驟二:將經(jīng)過(guò)氫處理后的鈦合金母料在氬氣保護(hù)手套箱內(nèi)通過(guò)粉碎機(jī)破碎，得到粉體平均粒徑0.5mm ；
[0019]步驟三:將破碎后的鈦合金顆粒裝入流化床氣流磨進(jìn)行研磨，研磨壓力0.5MPa，分選機(jī)轉(zhuǎn)速10000轉(zhuǎn)/分鐘；
[0020]步驟四:收集得到氫化鈦合金粉末。
[0021]對(duì)收集得到粉粉體檢測(cè)粒度，其平均粒徑為1.01微米。
[0022]實(shí)施例2
[0023]本實(shí)施方式的步驟及工藝流程如下:
[0024]1、將TC4鈦合金塊料經(jīng)過(guò)吹砂、酸洗、清洗后，在溫度100°C烘烤2小時(shí)。
[0025]2、將清潔處理后的鈦合金快料裝入氫化爐內(nèi)，抽真空至0.1Pa，然后加熱并通入氫氣，溫度850°C，時(shí)間3.5小時(shí)，爐內(nèi)氫氣壓力IPa，隨爐冷卻至100°C出爐；
[0026]步驟二:將經(jīng)過(guò)氫處理后的鈦合金母料在氬氣保護(hù)手套箱內(nèi)搗碎，得到粉體平均粒徑5mm ；
[0027]步驟三:將破碎后的鈦合金顆粒裝入流化床氣流磨進(jìn)行研磨，研磨壓力0.9MPa，分選機(jī)轉(zhuǎn)速1000轉(zhuǎn)/分鐘；
[0028]步驟四:收集得到氫化鈦合金粉末。
[0029]對(duì)收集得到粉粉體檢測(cè)粒度，其平均粒徑為85.6微米。
[0030]實(shí)施例3
[0031]本實(shí)施方式的步驟及工藝流程如下:
[0032]1、將TC4鈦合金塊料經(jīng)過(guò)吹砂、酸洗、清洗后，在溫度80°C烘烤3小時(shí)。
[0033]2、將清潔處理后的鈦合金快料裝入氫化爐內(nèi)，抽真空至0.1Pa，然后加熱并通入氫氣，溫度550°C，時(shí)間5小時(shí)，爐內(nèi)氫氣壓力IPa，隨爐冷卻至80°C出爐；
[0034]步驟二:將經(jīng)過(guò)氫處理后的鈦合金母料在氬氣保護(hù)手套箱內(nèi)搗碎，得到粉體平均粒徑5mm ；
[0035]步驟三:將破碎后的鈦合金顆粒裝入流化床氣流磨進(jìn)行研磨，研磨壓力0.7MPa，分選機(jī)轉(zhuǎn)速7000轉(zhuǎn)/分鐘；
[0036]步驟四:收集得到氫化鈦合金粉末。
[0037]對(duì)收集得到粉粉體檢測(cè)粒度，其平均粒徑為10.5微米。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氫化鈦合金粉末的制備方法，其特征在于:該方法步驟如下: 1)氫處理:將鈦合金母料裝入氫化爐內(nèi)進(jìn)行氫化處理，首先抽真空至0.1Pa以下，然后加熱并通入氫氣，使?fàn)t內(nèi)氫氣壓力達(dá)到I?lOOOOOPa，加熱到溫度450?850°C，保溫時(shí)間.3.5?8小時(shí)，隨爐冷卻至100°C以下出爐； 鈦合金母料在裝爐前經(jīng)過(guò)吹砂、酸洗、清洗及烘干工序，以去除表面氧化層或油污； 2)粗破碎:將經(jīng)過(guò)氫處理后的鈦合金母料在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)破碎，粒度<5_ ； 3)氣流磨:將破碎后的鈦合金顆粒裝入流化床氣流磨進(jìn)行研磨，入料口采用密封處理，鈦合金顆粒在氣氛保護(hù)下送入研磨腔中，研磨壓力0.5?0.9MPa，分選機(jī)轉(zhuǎn)速1000?10000轉(zhuǎn)/分鐘； 4)收粉:收集得到氫化鈦合金粉末到氣氛保護(hù)的容器中，出粉口采用密封處理，并與大氣隔離。
【專利摘要】本發(fā)明是一種氫化鈦合金粉末的制備方法，該方法首先將鈦合金母料進(jìn)行氫化處理，使其吸氫發(fā)生脆化，然后粗破碎，再進(jìn)行流化床氣流磨研磨，從而制備得到粒度細(xì)小的氫化鈦合金粉末。該發(fā)明過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低廉，粉末粒度細(xì)小，清潔無(wú)污染，效率高，適用于氫化鈦合金粉末的批量生產(chǎn)。
【IPC分類】B22F9-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104525956
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410782257
【發(fā)明人】朱郎平, 李建崇, 南海, 黃東, 趙嘉琪
【申請(qǐng)人】中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月16日