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专利号: 2021113740697
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 铸造;粉末冶金
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种超高球形度纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

S1、按照0.1‑1.0wt%Y,5.5‑6.8wt%Al,3.5‑4.5wt%V,余量为Ti的合金元素配比进行配料,采用真空熔炼制备合金块锭,并进行锻造轧制;

S2、将锻造轧制的合金块锭进行机械加工,加工成满足等离子旋转电极法尺寸要求的合金棒料;

S3、采用等离子旋转电极法制备纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末;

制备参数为:合金棒料的转速为25000‑35000r/min,合金棒料的进给速度为1.0‑

2.0mm/s,等离子枪功率为60‑140kw,制粉过程中采用惰性气体作为保护气体,控制雾化室中惰性气体的温度在200‑400℃,制粉过程中实时监测雾化室中氧气含量,保证雾化室中氧气含量不大于100ppm。

2.根据权利要求1所述一种超高球形度纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中按照0.3‑0.5wt%Y;5.8‑6.2wt%Al;3.8%‑4.2wt%V,余量为Ti的合金元素配比进行配料,采用真空熔炼制备合金块锭,并进行锻造轧制。

3.根据权利要求1所述一种超高球形度纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末的制备方法,其特征在于:所述步骤S1中Y元素的添加形式为单质粉末,粉末的粒径不大于40μm。

4.根据权利要求1所述一种超高球形度纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末的制备方法,其特征在于:所述步骤S1真空熔炼包括真空电弧自耗熔炼或真空感应熔炼,真空熔炼次数不少于2次;所述锻造轧制的温度为800‑1100℃,保温时间为80‑140minm,锻造轧制过程中锻件的变形度为30%‑50%。

5.根据权利要求1所述一种超高球形度纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末的制备方法,其特征在于:所述步骤S2加工的合金棒料长度为150‑200mm,直径为30mm,表面粗糙度Ra不大于1.6μm。

6.根据权利要求1所述一种超高球形度纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末的制备方法,其特征在于:所述步骤S3采用等离子旋转电极法制备纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末的制备参数为:合金棒料的转速为30000‑35000r/min,合金棒料的进给速度为1.5‑2.0mm/s,等离子枪功率为100‑120kw。

7.根据权利要求6所述一种超高球形度纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末的制备方法,其特征在于:所述步骤S3采用等离子旋转电极法制备纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末过程中,控制雾化室中惰性气体的温度在200‑280℃,保证雾化室中氧气含量不大于50ppm。

8.根据权利要求1所述一种超高球形度纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末的制备方法,其特征在于:所述采用等离子旋转电极法制备纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末的具体方法是:

‑3

S31、将步骤S2制备的合金棒料装入旋转进给装置中,对雾化室进行抽真空至1×10 ‑1‑2 5 5

×10 Pa真空度,充入惰性气体至使得雾化室中的气压达到1.6×10 ‑1.8×10 Pa,监测雾化室中氧含量,保证雾化室中氧气含量不大于100ppm;

S32、启动冷却系统,控制雾化室中惰性气体的温度在200‑400℃;

S32、启动旋转进给装置和等离子枪电源进行雾化制粉,合金棒料与等离子枪间产生高温等离子弧,在离心力和表面张力的共同作用下棒料熔化并形成微小液滴,并凝固成金属粉末,等待粉末完全冷却后,将粉末收集装置内的粉末进行真空封装保存。

9.根据权利要求8所述一种超高球形度纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末的制备方法,其特征在于:所述雾化制粉过程中,旋转进给装置的旋转电极主轴电流为600‑800A,等离子枪的工作电流为80‑120A。

10.根据权利要求9所述一种超高球形度纳米氧化钇弥散强化钛合金粉末的制备方法,其特征在于:所述雾化制粉过程中,旋转进给装置的旋转电极主轴电流为600‑700A,等离子枪的工作电流为100‑120A。