進(jìn)給速率為0.2kg/min，采用雙飛秒脈沖激光誘導(dǎo)，脈沖間隔為2ns，脈沖寬度10fs，激光聚焦在空氣中擊穿空氣產(chǎn)生等離子體，海綿鈦棒材或絲材在等離子的作用下加熱熔化。將熔液流倒入霧化制粉設(shè)備的中間包中，然后通過導(dǎo)流管轉(zhuǎn)入霧化室中，導(dǎo)流管內(nèi)徑為4_。對(duì)霧化室和熔化室進(jìn)行抽真空處理，真空度達(dá)到1X10 4Pa。然后鈦熔體以一定流量流經(jīng)離心流嘴，薄液層在超聲振動(dòng)的作用下被擊碎，激起的小液滴從波峰上飛濺而出形成霧激起的小液滴從波峰上飛濺而出形成霧，實(shí)現(xiàn)初級(jí)霧化。噴嘴第二層采用拉瓦爾噴嘴結(jié)構(gòu)，初級(jí)霧化完成后，霧化介質(zhì)在拉瓦爾噴嘴的出口處，形成高頻激蕩的超聲波，超聲波與初級(jí)霧化完成后的熔融液態(tài)金屬相遇，開始二次霧化，使其霧化為更微小的液滴。霧化壓力控制在
2-4MPa，霧化氣體流量為20L/S。將顆?；囊衡伒沃萌氤錃褰橘|(zhì)罐內(nèi)使其凝固冷卻至室溫，得到鈦基粉末，再利用超聲振動(dòng)篩篩分鈦基粉末。篩分出所要的球形粉末。
[0024]制備得到的球形粉末分析結(jié)果為:球形率為99 %，氧含量為0.09wt %，平均粒度為 22 μπι。
[0025]實(shí)施例2
[0026]以海綿鈦為原料，將其制成棒材或絲材，通過連續(xù)供料機(jī)將其送進(jìn)熔化室，原料進(jìn)給速率為5kg/min，采用雙飛秒脈沖激光誘導(dǎo)，脈沖間隔為10ns，脈沖寬度lOOfs，激光聚焦在空氣中擊穿空氣產(chǎn)生等離子體，海綿鈦棒材或絲材在等離子的作用下加熱熔化。將熔液流倒入霧化制粉設(shè)備的中間包中，然后通過導(dǎo)流管轉(zhuǎn)入霧化室中，導(dǎo)流管內(nèi)徑為5_。對(duì)霧化室和熔化室進(jìn)行抽真空處理，真空度達(dá)到1X10 2Pa。然后鈦熔體以一定流量流經(jīng)離心流嘴，薄液層在超聲振動(dòng)的作用下被擊碎，激起的小液滴從波峰上飛濺而出形成霧，實(shí)現(xiàn)初級(jí)霧化。噴嘴第二層采用拉瓦爾噴嘴結(jié)構(gòu)，初級(jí)霧化完成后，霧化介質(zhì)在拉瓦爾噴嘴的出口處，形成高頻激蕩的超聲波，超聲波與初級(jí)霧化完成后的熔融液態(tài)金屬相遇，開始二次霧化，使其霧化為更微小的液滴。霧化壓力控制在2.5-5MPa，霧化氣體流量為100L/S。將顆?；囊衡伒沃萌氤錃褰橘|(zhì)罐內(nèi)使其凝固冷卻至室溫，得到鈦基粉末，再利用超聲振動(dòng)篩篩分鈦基粉末。篩分出所要的球形粉末。
[0027]制備得到的球形粉末分析結(jié)果為:球形率為99%，氧含量為0.10wt%，平均粒度為 14 μπι。
[0028]實(shí)施例3
[0029]以海綿鈦為原料，將其制成棒材或絲材，通過連續(xù)供料機(jī)將其送進(jìn)熔化室，原料進(jìn)給速率為1.5kg/min，采用雙飛秒脈沖激光誘導(dǎo)，脈沖間隔為4ns，脈沖寬度lOOfs，激光聚焦在空氣中擊穿空氣產(chǎn)生等離子體，海綿鈦棒材或絲材在等離子的作用下加熱熔化。將熔液流倒入霧化制粉設(shè)備的中間包中，然后通過導(dǎo)流管轉(zhuǎn)入霧化室中，導(dǎo)流管內(nèi)徑為4_。對(duì)霧化室和熔化室進(jìn)行抽真空處理，真空度達(dá)到lX103Pa。然后鈦熔體以一定流量流經(jīng)離心流嘴，薄液層在超聲振動(dòng)的作用下被擊碎，激起的小液滴從波峰上飛濺而出形成霧，實(shí)現(xiàn)初級(jí)霧化。噴嘴第二層采用拉瓦爾噴嘴結(jié)構(gòu)，初級(jí)霧化完成后，霧化介質(zhì)在拉瓦爾噴嘴的出口處，形成高頻激蕩的超聲波，超聲波與初級(jí)霧化完成后的熔融液態(tài)金屬相遇，開始二次霧化，使其霧化為更微小的液滴。霧化壓力控制在6.5-10MPa，霧化氣體流量為40L/S。將顆粒化的液鈦滴置入充氬介質(zhì)罐內(nèi)使其凝固冷卻至室溫，得到鈦基粉末，再利用超聲振動(dòng)篩篩分鈦基粉末。篩分出所要的球形粉末。
[0030]制備得到的球形粉末分析結(jié)果為:球形率為99%，氧含量為0.08wt%，平均粒度為 7 μ m。
[0031]實(shí)施例4
[0032]以海綿鈦為原料，將其制成棒材或絲材，通過連續(xù)供料機(jī)將其送進(jìn)熔化室，原料進(jìn)給速率為3kg/min，采用雙飛秒脈沖激光誘導(dǎo)，脈沖間隔為6ns，脈沖寬度85fs，激光聚焦在空氣中擊穿空氣產(chǎn)生等離子體，海綿鈦棒材或絲材在等離子的作用下加熱熔化。將熔液流倒入霧化制粉設(shè)備的中間包中，然后通過導(dǎo)流管轉(zhuǎn)入霧化室中，導(dǎo)流管內(nèi)徑為5_。對(duì)霧化室和熔化室進(jìn)行抽真空處理，真空度達(dá)到1 X 10 4Pa。然后鈦熔體以一定流量流經(jīng)離心流嘴，薄液層在超聲振動(dòng)的作用下被擊碎，激起的小液滴從波峰上飛濺而出形成霧，實(shí)現(xiàn)初級(jí)霧化。噴嘴第二層采用拉瓦爾噴嘴結(jié)構(gòu)，初級(jí)霧化完成后，霧化介質(zhì)在拉瓦爾噴嘴的出口處，形成高頻激蕩的超聲波，超聲波與初級(jí)霧化完成后的熔融液態(tài)金屬相遇，開始二次霧化，使其霧化為更微小的液滴。霧化壓力控制在3.5-7MPa，霧化氣體流量為60L/S。將顆?；囊衡伒沃萌氤錃褰橘|(zhì)罐內(nèi)使其凝固冷卻至室溫，得到鈦基粉末，再利用超聲振動(dòng)篩篩分鈦基粉末。篩分出所要的球形粉末。
[0033]制備得到的球形粉末分析結(jié)果為:球形率為99%，氧含量為0.09wt%，平均粒度為 11 μ m0
[0034]實(shí)施例5
[0035]以海綿鈦為原料，將其制成棒材或絲材，通過連續(xù)供料機(jī)將其送進(jìn)熔化室，原料進(jìn)給速率為4kg/min，采用雙飛秒脈沖激光誘導(dǎo)，脈沖間隔為8ns，脈沖寬度65fs，激光聚焦在空氣中擊穿空氣產(chǎn)生等離子體，海綿鈦棒材或絲材在等離子的作用下加熱熔化。將熔液流倒入霧化制粉設(shè)備的中間包中，然后通過導(dǎo)流管轉(zhuǎn)入霧化室中，導(dǎo)流管內(nèi)徑為4_。對(duì)霧化室和熔化室進(jìn)行抽真空處理，真空度達(dá)到1 X 10 3Pa。然后鈦熔體以一定流量流經(jīng)離心流嘴，薄液層在超聲振動(dòng)的作用下被擊碎，激起的小液滴從波峰上飛濺而出形成霧，實(shí)現(xiàn)初級(jí)霧化。噴嘴第二層采用拉瓦爾噴嘴結(jié)構(gòu)，初級(jí)霧化完成后，霧化介質(zhì)在拉瓦爾噴嘴的出口處，形成高頻激蕩的超聲波，超聲波與初級(jí)霧化完成后的熔融液態(tài)金屬相遇，開始二次霧化，使其霧化為更微小的液滴。霧化壓力控制在4-8.5MPa，霧化氣體流量為80L/S。將顆?；囊衡伒沃萌氤錃褰橘|(zhì)罐內(nèi)使其凝固冷卻至室溫，得到鈦基粉末，再利用超聲振動(dòng)篩篩分鈦基粉末。篩分出所要的球形粉末。
[0036]制備得到的球形粉末分析結(jié)果為:球形率為99%，氧含量為0.09wt%，平均粒度為 25 μ m0
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種微細(xì)球形鈦粉末的制造方法，其特征在于，包括具體步驟如下: 步驟1，將制成棒材或絲材的海綿鈦，通過連續(xù)供料機(jī)將海綿鈦送進(jìn)熔化室中，真空條件下，使用雙飛秒脈沖激光器誘導(dǎo)，采用2ns-10ns脈沖間隔，10fs-100fs脈沖寬度，海綿鈦加熱熔化制得熔液； 步驟2，將步驟1中制得的熔液流倒入中間包中，通過導(dǎo)流管轉(zhuǎn)入霧化室；在真空條件下，通過離心流嘴的惰性氣體將鈦熔體破碎，再經(jīng)過拉瓦爾噴嘴進(jìn)一步破碎，制得微米級(jí)的液鈦； 步驟3，將步驟2中制得的液鈦滴置入充氬介質(zhì)罐內(nèi)，凝固冷卻至室溫，得到鈦基粉末，再利用超聲振動(dòng)篩篩分鈦基粉末，制得微細(xì)球形鈦粉末。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微細(xì)球形鈦粉末的制造方法，其特征在于，步驟1和步驟2中，熔煉室和霧化室進(jìn)行預(yù)抽真空處理，真空度達(dá)到1 X 10 4Pa—1 X 10 2Pa。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微細(xì)球形鈦粉末的制造方法，其特征在于，步驟2中，供料機(jī)原料進(jìn)給速率為0.2kg/min-5kg/min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微細(xì)球形鈦粉末的制造方法，其特征在于，步驟3中，所述的惰性氣體為氬氣或氦氣，霧化壓力為0.5MPa-10MPa，霧化氣體流量為20L/S-100L/S。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種微細(xì)球形鈦粉末制備方法，屬于金屬及合金粉末制備技術(shù)領(lǐng)域。該本發(fā)明以海綿鈦為原料并制成棒材或絲材；在熔化室中，真空條件下采用雙飛秒脈沖激光誘導(dǎo)加熱熔化后倒入中間包，轉(zhuǎn)入霧化室中真空條件下，通過導(dǎo)入離心流嘴的惰性氣體將鈦熔體破碎，再經(jīng)過拉瓦爾噴嘴進(jìn)一步破碎，制得微米級(jí)的液鈦；最后置入充氬介質(zhì)罐內(nèi)，凝固冷卻，篩分后得到微細(xì)球形鈦粉末。本發(fā)明通過雙飛秒激光快速，高效，純凈地熔煉鈦，可以形成均勻、穩(wěn)定、連續(xù)的合金液流，且熔化、霧化效率高，提高了金屬粉末霧化的產(chǎn)率與出粉率，本發(fā)明制備的球形度高，氧含量低。
【IPC分類】B22F9/08
【公開號(hào)】CN105252009
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510670647
【發(fā)明人】賴建中, 陳 光, 王會(huì)芳
【申請(qǐng)人】南京理工大學(xué)
【公開日】2016年1月20日
【申請(qǐng)日】2015年10月16日