科创中国

成果简介： 

增材制造钛及其合金在航空航天、生物医疗、石油化工等领域展现出广阔的应用前景。目前，增材制造钛及其合金所采用的原料通常以气雾化或等离子熔丝雾化法制备的球形钛粉为主，然而雾化粉末不可避免存在空心粉，在增材制造逐层制备过程中会造成零件内部出现缩孔、缩松，甚至出现裂纹等缺陷，加剧了零件失效风险，且其价格异常昂贵（以≤53μm 粒径的 Ti-6Al-4V 粉末为例，气雾化粉末价格普遍高于 150 万元/吨）。因此，如何另辟蹊径开发适用于增材制造工艺的低成本钛粉及其制备技术，对于该领域技术进步和广泛应用具有重要意义。

为此，我们基于热塑性变形原理，利用高温球磨技术开发了一种制备增材制造用低成本钛基粉末的新技术。该技术是通过高温效应下粉末颗粒易发生塑性变形与球磨过程中介质对粉末的研磨二者的协同作用，使不规则颗粒的尖锐棱角消失而趋于球形化，从而提高其流动性，满足增材制造的需求。所制备的粉体成本是目前常用球形钛粉价格的十分之以左右，所制备的纯钛制件强度至 900MPa 以上，延伸率可达到 20％以上，达到美国 ASTM B381 锻造 Ti-6Al-4V 合金水平。目前已获得国家授权发明专利（“低成本激光选区熔化用钛粉、其制备方法及钛材制备方法”，ZL 201711163694.0）。