等离子雾化法制备高品质钛合金粉末的性能研究

摘要

首先采用真空自耗电弧熔炼技术制备了Ti-6.5Al-l.4Si-2Zr-0.5Mo-2Sn合金铸锭,对铸锭进行了化学成分检测,并分析了其合金元素损耗、成分均匀性以及显微组织和物相组成.利用制得棒料,采用等离子旋转电极雾化法(PREP),选取不同转速制备得到钛合金粉末,将粉末筛分成不同粒度范围.研究了棒料转速与粉末理化性能间的关系.采用X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、金相显微镜(0M)分别分析了粉末的物相组成,形貌和微观组织.研究表明:通过独特的压制电极设计,可制得成分均匀、元素损耗小的钛合金铸锭,且各合金元素含量满足国标的要求.铸锭微观组织为层片状结构,基体中存在少量大小不均的Ti5Si3硅化物相.PREP法制得的钛合金粉末呈正态分布,且球形度好,无空心球和卫星球.随着转速增加,小颗粒粉末占比增加,大颗粒粉末占比大幅降低.粉末颗粒以胞状组织为主,存在少量的枝晶.合金粉末主要由α'马氏体相组成.相比合金铸锭,粉末中各合金元素略有损耗,0元素含量小于0.1％,有利于制得高性能的粉末钛合金.