航天海鷹采用冷坩堝真空感應(yīng)熔煉氣霧化制備球形TA15粉末

日前，航天海鷹(哈爾濱)鈦業(yè)有限公司（以下簡稱海鷹哈鈦）創(chuàng)新性地采用冷坩堝真空感應(yīng)熔煉氣霧化技術(shù)，進(jìn)行了TA15鈦合金粉末生產(chǎn)。

TA15鈦合金的名義成分為Ti-6.5Al-2Zr-1Mo-1V，屬于高鋁當(dāng)量的近α型鈦合金。它即具有α型鈦合金良好的熱強(qiáng)性和可焊性，又具有近于α+β型鈦合金的工藝塑性。主要用于制造500℃以下長時(shí)間工作的承力零件，如航天飛行器各種艙體、舵翼面、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道等。

隨著金屬3D打印技術(shù)在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展，TA15等新型鈦合金粉末需求量正逐步增加。由于鈦合金活性大，對(duì)球形鈦粉的生產(chǎn)技術(shù)要求較高，傳統(tǒng)的電極感應(yīng)熔煉氣霧化和旋轉(zhuǎn)電極霧化等制粉技術(shù)存在細(xì)粉率低、成本高、等離子鎢電極污染等問題，限制了鈦粉的應(yīng)用推廣。

冷坩堝真空感應(yīng)熔煉氣霧化技術(shù)制備金屬3D打印粉末材料的優(yōu)勢(shì)

海鷹哈鈦，采用冷坩堝真空感應(yīng)熔煉氣霧化技術(shù)，成功生產(chǎn)制備出適合金屬3D打印工藝的TA15鈦合金粉末。該技術(shù)將水冷銅坩堝真空感應(yīng)懸浮熔煉技術(shù)與超聲速氣霧化技術(shù)相結(jié)合，其優(yōu)勢(shì)在于：

(1)采用水冷銅坩堝進(jìn)行合金熔煉，熔煉過程中熔體呈懸浮狀態(tài)，坩堝壁溫度處于冷態(tài)，熔體和坩堝壁間不會(huì)發(fā)生任何反應(yīng)，熔體無污染，制備的合金粉末純凈度高；

(2)合金熔煉過程中受電磁攪拌作用可以獲得均勻的熔體過熱度和化學(xué)成分，并且通過增加感應(yīng)線圈功率獲得較高過熱度的熔體，熔體霧化效果充分，細(xì)粉率較高。

(3)合金液熔煉后通過導(dǎo)流管形成細(xì)小連續(xù)的液流，被霧化噴嘴產(chǎn)生的高速氣流擊碎并凝固形成微細(xì)粉末顆粒，霧化過程穩(wěn)定連續(xù)，惰性氣體消耗低，粉末生產(chǎn)成本低。

生產(chǎn)的TA15鈦合金粉末特點(diǎn)

采用冷坩堝真空感應(yīng)熔煉氣霧化技術(shù)生產(chǎn)的TA15鈦合金粉末具有低氧含量、高球形度、較高的松裝和振實(shí)密度等優(yōu)異性能。經(jīng)檢測(cè)，15-53μm粒徑范圍TA15粉末中值粒徑d50為35μm，含氧量小于1000ppm，松裝密度和振實(shí)密度分別達(dá)到2.3g/cm3和2.8g/cm3，各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足金屬3D打印工藝要求，綜合成本較低，可廣泛應(yīng)用于3D打印和粉末冶金領(lǐng)域。

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