[发明专利]一种Ti-Al-V-Fe-O合金粉末的制备方法及应用

权利要求书

1.一种Ti-Al-V-Fe-O合金粉末的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一：合金熔炼：采用水冷铜坩埚感应熔炼方法制备Ti-Al-V-Fe-O合金铸锭，熔炼温度为1700~1900℃，熔炼时间为30~45分钟；

步骤二：加工电极：对步骤一中制备的Ti-Al-V-Fe-O合金铸锭进行精车加工，将Ti-Al-V-Fe-O合金铸锭加工成Ti-Al-V-Fe-O合金电极圆棒（3）；

步骤三：雾化制粉：在加料室（2）内，将步骤二中获取的Ti-Al-V-Fe-O合金电极圆棒（3），垂直固定夹持在提升机构（1）上；关闭加料室（2），启动雾化制粉设备的真空系统，对雾化制粉设备的熔炼室（5）和雾化室（8）预抽真空，当真空度≤6.7×10^-2Pa，升压率≤0.67Pa/h时，通过充气管道（10）向熔炼室（5）和雾化室（8）充入惰性气体保护，使熔炼室（5）和雾化室（8）内压力为0.9~1.1atm；由电机驱动，将缓慢旋转的Ti-Al-V-Fe-O合金电极圆棒（3）置于熔炼室（5）和雾化室（8）内的高频感应线圈（6）中，电极旋转保持一定转速，电极的进给速度范围为0~100mm/min；线圈的感应功率在70~100kW之间，电极熔化形成液流，自然滴落；此时启动雾化制粉设备中的环孔气体雾化喷嘴（7），气流压力范围在2.5~4MPa，当Ti-Al-V-Fe-O合金液流经环孔气体雾化喷嘴（7）时，液流被环孔气体雾化喷嘴（7）产生的气流均匀、充分击碎并凝固形成微细粉末颗粒，冷却形成粉末；

步骤四：粉末收集筛分：冷却至室温后，经旋风分离器收集，利用新乡伟良筛分机械有限公司S49-1000型振动筛在惰性气体保护下筛分所需粒度范围的活性合金粉末并包装。

2.根据权利要求1所述的一种Ti-Al-V-Fe-O合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述的Ti-Al-V-Fe-O合金原料按照重量百分比由以下元素组成：Al：5.5%~6.75%、V：1.0%~3.5%、Fe：1.0%~4%、O：0.2%~0.6%，其余为Ti。

3.根据权利要求1所述的一种Ti-Al-V-Fe-O合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤一中，所述的熔炼为三次真空非自耗熔炼。

4.根据权利要求1所述的一种Ti-Al-V-Fe-O合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤二中，所述的Ti-Al-V-Fe-O合金电极圆棒的直径为50~100mm，长度为500~700mm。

5.根据权利要求1所述的一种Ti-Al-V-Fe-O合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述的夹持方式为气动夹紧。

6.根据权利要求1所述的一种Ti-Al-V-Fe-O合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤三和步骤四中，所述的惰性气体为高纯氩气或氦气。

7.根据权利要求1所述的一种Ti-Al-V-Fe-O合金粉末的制备方法，其特征在于：步骤三中，所述的电机旋转的转速为40~100rpm。

8.一种权利要求1~7任一权利要求制备的Ti-Al-V-Fe-O合金粉末的应用，其特征在于：所述制备的粉末粒径分布15~45um，D50≤32um，含氧量≤1000ppm，球形度为90%~95%的粉末应用于激光熔化金属沉积增材制造。

9.一种权利要求1~7任一权利要求制备的Ti-Al-V-Fe-O合金粉末的应用，其特征在于：所述的粉末粒径分布为106~205um：3.0%~5.0%、75~106um：40%~45%、45~75um：40%~53%、0~45um：3.0%~6.0%，其中，粒径分布为45~106um，含氧量≤1000ppm，球形度为90%~95%的Ti-Al-V-Fe-O合金粉末，应用于电子束熔融增材制造和激光立体成形技术领域。