摘要:
利用无坩埚感应熔炼气体雾化法制备Ti6Al4V合金粉末,通过调整熔炼功率、雾化气压和棒料进给速度来分析不同雾化工艺参数对粉末粒径的影响规律,获得了较为优异的雾化参数;利用激光粒度分析仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜对粉末的粒度分布、物相组成、表面形貌和微观组织结构进行分析,并对粉末的工艺性能如杂质含量、振实密度和流动性等进行了测试.研究表明:雾化气压越高,雾化气流的流速和流量越大,雾化气流的动能也越大,雾化气体与合金液流之间动能与热量之间的交换越剧烈,同时,较大的雾化气压会使局部区域的流场更加紊乱,合金液流破碎的效果也就越好,因此细粉率随着雾化气压的增加而逐渐增加.而熔炼功率则需要匹配合适的进给速度,使合金熔液形成均匀的细流,才可以获得较窄的粒径分布.考虑到生产效率的需要,确定优化后的工艺参数为:雾化气压3~5MPa,进给速度20~30mm/min,熔炼功率20~25 KW.此工艺条件下获得的Ti6A14V合金粉末的细粉率>40%,粉末的中值粒径D50小于50μm,粒径集中分布在30~60μm,粉末球形度高,表面光滑,几乎无卫星颗粒和空心颗粒.所制备的粉末杂质含量低、振实密度高、流流动性好,符合3D打印用Ti6Al4V合金粉末的标准.由于雾化时冷却速度较快,粉末的组织结构由针状的α''马氏体相构成,经过850℃退火处理后为α+β双相结构.
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