[发明专利]一种钛合金材料制备方法

说明书

本发明涉及一种钛合金材料制备方法，涉及粉末注射成形领域，其包括以下步骤：S1、准备钛合金细粉和钛合金粗粉，其中钛合金细粉的粒径范围为1～20μm，钛合金粗粉的粒径范围为50～100μm；将钛合金细粉和钛合金粗粉混合形成钛合金混合粉末；所述钛合金混合粉末中钛合金粗粉的占比在50％以上；S2、将钛合金混合粉末与粘结剂混炼制备形成喂料；S3、将喂料置于注射成型机内，经模具注射成形为注射坯；S4、对注射坯进行脱脂获得脱脂坯；S5、对脱脂坯进行高真空烧结，获得烧结坯。本发明通过对50‑100μm的钛合金粗粉与1‑20μm的钛合金细粉进行不同比例的混合，使用部分钛合金粗粉替代钛合金细粉以降低钛合金细粉的使用量，进而降低用于金属注射成形钛合金粉末的成本。

技术领域

本发明涉及粉末注射成形领域，特别涉及一种钛合金材料制备方法。

背景技术

钛合金因具有比强度高、耐腐蚀、耐高温、耐低温、无磁、可焊、生物相容性好等优异的综合性能，在航空航天、核工业、兵器、海洋、石油、化工、医疗、日常生活等众多领域都有着重要的用途，为越来越多的人所接受。但由于钛合金材料制备工艺复杂、流程长等原因使其成本高，限制了钛合金在的应用。降低成本已成为目前钛合金发展必须要解决的重要问题之一。

用于金属注射成形的钛合金粉末(1-20μm)由于得粉率低，导致粉末成本居高不下。通过对钛合金粉末应用范围的研究发现：钛合金粉末中20-50μm的粉末主要用于3D打印行业，对于50-100μm的粉末由于粉末颗粒过大，几乎无任何实用价值，价格便宜，通常会进行回收处理。

对于钛合金粉末的粗/细粉混合，并不是添加的粗粉越多越好。需要从混合粉末的振实密度、粉末填充效果以及烧结性能多个方面进行考虑。首先，不同比例粗/细粉混合的振实密度是不同的，而用于金属注射成形的钛合金喂料的装载量设计受粉末振实密度的影响。振实密度越高，钛合金喂料的装载量也会升高，过高的装载量会影响钛合金喂料的流动性，增加注射风险。此外，只有在特定比例的粗/细粉混合状态下，才能保证细粉充分填充在粗粉间隙中。当粗粉含量过高，可能会导致部分粗粉颗粒之间的间隙无细粉填充，进而影响钛合金的烧结致密性。最后，在考虑通过钛合金粗/细粉混合降低钛合金注射成形原材料成本的同时，还应考虑烧结性能的稳定性。若粗/细粉混合后烧结的性能太差，则失去了钛合金的使用价值。

发明内容

本发明的目的是一种钛合金材料制备方法，其通过对50-100μm的钛合金粗粉与1-20μm的钛合金细粉进行不同比例的混合，使用部分钛合金粗粉替代钛合金细粉以降低钛合金细粉的使用量，进而降低用于金属注射成形钛合金粉末的成本。

实现本发明目的的技术方案是：本发明包括以下步骤：

S1、准备钛合金细粉和钛合金粗粉，其中钛合金细粉的粒径范围为1～20μm，钛合金粗粉的粒径范围为50～100μm；将钛合金细粉和钛合金粗粉混合形成钛合金混合粉末；所述钛合金混合粉末中钛合金粗粉的占比为50％-80％；

S2、将钛合金混合粉末与粘结剂混炼制备形成喂料；

S3、将喂料置于注射成型机内，经模具注射成形为注射坯；

S4、对注射坯进行脱脂获得脱脂坯；

S5、对脱脂坯进行高真空烧结，获得烧结坯。

进一步，上述钛合金细粉中D50：10～13μm；所述钛合金粗粉中D50：70～80μm。

进一步，上述喂料中钛合金混合粉末与粘结剂的比例为0.8≤V1/V2≤1.9，其中V1为钛合金混合粉末的体积，V2为粘结剂的体积。