[发明专利]一种用于3D打印技术的钛合金球形粉末的多级气雾化制备方法

权利要求书

1.一种用于3D打印技术的钛合金球形粉末的多级气雾化制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：棒材制备与加工：将钛合金熔炼成棒材，并对其进行机械加工，使棒材一端加工成锥面，制备成合金电极棒材；

步骤2：真空感应多级气雾化制粉：使用气雾化设备进行操作，将钛合金电极棒材放入感应加热室，电极材料装夹固定在送料机构上并至于感应线圈中，使其锥面一端的锥角对准喷嘴中心，关闭熔炼室炉门，对设备整体抽真空，然后充入惰性保护气体，启动电机，控制合金电极棒材的旋转角速度和进给速度，开启熔炼电源，对合金电极棒材前端末梢进行持续熔炼，形成连续的金属熔滴，液流垂直落入气雾喷嘴中心，调节气雾化压力，实现高速惰性气体多级柔性控制，合金熔滴破碎成微细液滴，在气雾化室中凝固成球形粉末，经过冷却水系统的冷却后，粉末通过输粉管道输送至旋风分离器内，最终达到粉末收集罐，得到钛合金粉末；

步骤3：粉末筛分：将步骤2制得的钛合金粉末冷却后，按照不同金属3D打印技术对粉末粒度的要求进行振动筛分，获得用于不同金属3D打印技术的钛合金粉末，抽真空塑封保存。

2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印技术的钛合金球形粉末的多级气雾化制备方法，其特征在于，步骤1所述的钛合金电极棒材通过机械加工成直径50-60mm，长度450-590mm，一端为45°锥面的棒材。

3.根据权利要求1所述的一种用于3D打印技术的钛合金球形粉末的多级气雾化制备方法，其特征在于，步骤2所述的抽真空时，系统真空度达到5×10^-3Pa，泄漏和吸附率≤5Pam³/s。

4.根据权利要求1所述的一种用于3D打印技术的钛合金球形粉末的多级气雾化制备方法，其特征在于，步骤2所述启动电机，设置棒材旋转角速度：4-6r/min，棒材进给速度：0.4-1.0mm/s。

5.根据权利要求1所述的一种用于3D打印技术的钛合金球形粉末的多级气雾化制备方法，其特征在于，步骤2所述钛合金棒材前端末梢真空感应功率27-35kW，并根据合金棒材熔化情况进行调节。

6.根据权利要求1所述的一种用于3D打印技术的钛合金球形粉末的多级气雾化制备方法，其特征在于，步骤2所述多级气雾化工艺柔性控制，当金属熔滴开始滴落时，打开雾化阀门、尾排阀和送料机构，工艺设定如下：①气雾化压力5.5～6.5MPa，棒材进给速度0.4-0.6mm/s，②气雾化压力5～6MPa，棒材进给速度0.5-0.6mm/s，③气雾化压力5～6MPa，棒材进给速度0.6-0.7mm/s，④气雾化压力5～5.5MPa，棒材进给速度0.7-0.8mm/s，⑤气雾化压力5～5.5MPa，棒材进给速度0.8-0.9mm/s，⑥气雾化压力4.5～5.5MPa，棒材进给速度0.9-1.0mm/s，①-⑥每道工艺用时均为10s，①-⑥工艺循环次数为9-12次。

7.根据权利要求1所述的一种用于3D打印技术的钛合金球形粉末的多级气雾化制备方法，其特征在于，步骤3中制备的用于3D打印技术的钛合金粉末，球形度好，粉末的O、N元素增量小于0.035％，元素成分稳定，未发生合金元素烧损现象。

8.根据权利要求1所述的一种用于3D打印技术的钛合金球形粉末的多级气雾化制备方法，其特征在于，所述制备方法应用于TA15、TA7、TA17、TC4、TC11、TC21、Ti-10V-2Fe-3Al、Ti-6Mo-5V-3Al-2Fe-2Zr、Ti-5Mo-5V-6Cr-3Al钛合金球形粉末的制备。