權(quán)利要求書： 1.一種制備鉭鎢合金粉末的方法，包括以下步驟：提供鉭鎢合金鑄錠；

將所述鉭鎢合金鑄錠熔煉反復(fù)熔煉多次；

鍛造上一步產(chǎn)物；

將上一步產(chǎn)物至于氫氣氣氛下進(jìn)行氫化熱處理；

機(jī)械破碎上一步產(chǎn)物，獲得粗粉末；

從粗粉末中篩分出粒徑范圍在aμm?bμm的粉末，a＝10～20，b＝50～60；

將上一步產(chǎn)物在真空下進(jìn)行脫氫熱處理；

向上一步產(chǎn)物中加入鎂粉，進(jìn)行降氧熱處理；

對(duì)上一步產(chǎn)物進(jìn)行等離子球化處理，使粉末球形度達(dá)到99％以上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其具有以下一項(xiàng)或多項(xiàng)特征：?鍛造溫度為800～900℃；

?氫氣氣氛的氫氣壓力為0.16～0.19MPa；

?氫化熱處理的溫度為600～900℃；

?脫氫熱處理的溫度為600～900℃；

?降氧熱處理的溫度為500～1000℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，氫化熱處理包括以下操作：在T1熱處理3～5小時(shí)，T1＝500～800℃；

在T2熱處理0.5?2.5小時(shí)，T2＝600～900℃；

T2?T1≥50。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，脫氫熱處理包括以下操作：在600?700℃熱處理60?90min；

在880?920℃熱處理120?180min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，降氧熱處理包括以下操作：在500?650℃熱處理60?90min；

在800?900℃熱處理700?800min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在鍛造步驟和氫化處理步驟之間，還包括酸洗的步驟。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在降氧處理和等離子球化處理之間，還包括酸洗的步驟。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，酸洗使用的酸為氫氟酸、硝酸和鹽酸的混合酸。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述鉭鎢合金包括鉭元素和鎢元素，其中鉭元素的含量為85～95wt％，鎢元素的含量為5～15wt％。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述鉭鎢合金粉末的粒徑范圍為10?60μm，氧含量＜300ppm。

11.一種鉭鎢合金粉末，由權(quán)利要求1～9任一項(xiàng)所述的方法制備獲得。

說(shuō)明書： 鉭鎢合金粉末及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及鉭鎢合金粉末及其制備方法。背景技術(shù)[0002] 鉭鎢合金是一種高密度、高熔點(diǎn)、高強(qiáng)度的稀有金屬合金材料，具有很高的高溫強(qiáng)度、良好的延展性、可焊性和優(yōu)良的耐腐蝕性能，適用于高溫、高壓、耐腐蝕等工作環(huán)境，近

年來(lái)在工業(yè)上的發(fā)展很快，特別是在化工、航天和原子能工業(yè)等方面應(yīng)用十分廣泛，是一種

十分重要的工程和功能材料。鎢在鉭中與鉭形成置換式連續(xù)固溶體，起到固溶強(qiáng)化的作用，

顯著提高鉭金屬的室溫和高溫力學(xué)性能。

[0003] 目前對(duì)于鉭鎢合金材料常規(guī)采用熱加工擠壓、鍛造開(kāi)坯，經(jīng)過(guò)徑鍛、軋制等方式加工成坯料，后經(jīng)過(guò)機(jī)加工等方式加工成所需要架構(gòu)零部件。近幾年隨著3D打印的技術(shù)的發(fā)

展，對(duì)于異形個(gè)性化要求產(chǎn)品，可以采用3D打印的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。國(guó)內(nèi)目前對(duì)于純鉭球形粉的

研究相對(duì)成熟，對(duì)于鉭鎢合金球形粉的研究尚不成熟。通過(guò)采用此方案制備出滿足3D打印

要求的鉭鎢合金球形粉。

發(fā)明內(nèi)容[0004] 發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，增材制造過(guò)程中，鉭鎢合金容易吸氧開(kāi)裂和粉末球形度不夠形成打印缺陷。

[0005] 本發(fā)明提供一種增材制造用鉭鎢合金粉末及其制備方法。本發(fā)明提供的鉭鎢合金粉末，其合金成份均勻、粒度分布集中(例如粒徑范圍15?53μm)、球形度高、氧含量低(例如

氧含量≤300ppm)。本發(fā)明的鉭鎢合金球形粉末可滿足3D打印(增材制造)工藝要求。將本發(fā)

明鉭鎢合金粉末用于3D打印技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)個(gè)性化、結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件的打印，進(jìn)而推進(jìn)鉭鎢合

金在化工、航天、兵器和原子能工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用。

[0006] 本公開(kāi)提供一種制備鉭鎢合金粉末的方法，包括以下步驟：[0007] 提供鉭鎢合金鑄錠；[0008] 將所述鉭鎢合金鑄錠熔煉反復(fù)熔煉多次；[0009] 鍛造上一步產(chǎn)物；[0010] 將上一步產(chǎn)物至于氫氣氣氛下進(jìn)行氫化熱處理；[0011] 機(jī)械破碎上一步產(chǎn)物，獲得粗粉末；[0012] 從粗粉末中篩分出粒徑范圍在aμm?bμm的粉末，a＝10～20，b＝50～60；[0013] 將上一步產(chǎn)物在真空下進(jìn)行脫氫熱處理；[0014] 向上一步產(chǎn)物中加入鎂粉(例如按0.1?1wt％添加)，進(jìn)行降氧熱處理；[0015] 對(duì)上一步產(chǎn)物進(jìn)行等離子球化處理，使粉末球形度達(dá)到99％以上。[0016] 采用上述特定工藝順序，即制坯、氫化、破碎、脫氫、降氧、酸洗、等離子球形化處理，獲得的球形鉭鎢合金粉末具有成份均勻、粒度分布集中、球形度高、氧含量低的優(yōu)點(diǎn)。

[0017] 在一些實(shí)施方案中，鍛造溫度為800～900℃。[0018] 在一些實(shí)施方案中，氫氣氣氛的氫氣壓力為0.16～0.19MPa。[0019] 在一些實(shí)施方案中，氫化熱處理的溫度為600～900℃。[0020] 在一些實(shí)施方案中，脫氫熱處理的溫度為600～900℃。[0021] 在一些實(shí)施方案中，降氧熱處理的溫度為500～1000℃。[0022] 在一些實(shí)施方案中，氫化熱處理包括以下操作：[0023] 在T1熱處理3～5小時(shí)(例如4小時(shí))，T1＝500～800℃(例如600?700℃)；[0024] 在T2熱處理0.5?2.5小時(shí)(例如1?2小時(shí))，T2＝600～900℃(例如700～800℃)，T2?T1≥50。

[0025] 在一些實(shí)施方案中，脫氫熱處理包括以下操作：[0026] 在600?700℃(例如650℃)熱處理60?90min(例如70～80min)；[0027] 在880?920℃(例如900℃)熱處理120?180min(例如140～160min)。[0028] 在一些實(shí)施方案中，降氧熱處理包括以下操作：[0029] 在500?650℃(例如550～600℃)熱處理60?90min(例如70～80min)；[0030] 在800?900℃(例如850℃)熱處理700?800min(例如750min)。[0031] 在一些實(shí)施方案中，在鍛造步驟和氫化處理步驟之間，還包括酸洗的步驟。[0032] 在一些實(shí)施方案中，在降氧處理和等離子球化處理之間，還包括酸洗的步驟。[0033] 在一些實(shí)施方案中，酸洗使用的酸為氫氟酸、硝酸和鹽酸的混合酸。[0034] 在一些實(shí)施方案中，所述鉭鎢合金包括鉭元素和鎢元素，其中鉭元素的含量為85～95wt％，鎢元素的含量為5～15wt％。

[0035] 在一些實(shí)施方案中，所述鉭鎢合金粉末的粒徑范圍為15?60μm，氧含量＜300ppm。[0036] 在一些實(shí)施方案中，等離子球化處理的邊氣為He氣和Ar氣、送粉載氣為Ar、中心氣Ar氣、等離子體功率35?40KW、送粉速率25?30g/min。

[0037] 在一些實(shí)施方案中，按照文字記載的順序依次實(shí)施上述各個(gè)步驟。[0038] 在一些實(shí)施方案中，上述各步驟的實(shí)施循序是任意的，不限于文字記載的順序。[0039] 在一些方面，本公開(kāi)提供一種鉭鎢合金粉末，由上述任一項(xiàng)所述的方法制備獲得。[0040] 本發(fā)明的有益效果：[0041] 目前采用常規(guī)工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)部分個(gè)性化、異形件產(chǎn)品加工。對(duì)于3D打印用鉭鎢合金合金球形鉭粉目前尚無(wú)制備技術(shù)。

[0042] 本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案具有以下一個(gè)或多個(gè)有益效果：[0043] (1)鉭鎢合金粉末的合金成份均勻；[0044] (2)鉭鎢合金粉末的粒度分布集中；[0045] (3)鉭鎢合金粉末的球形度高；[0046] (4)鉭鎢合金粉末的氧含量低。[0047] (5)本發(fā)明制造的鉭鎢合金球形粉，采用3D打印技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、小批量異形件的加工，提高材料利用率，降低制造成本。

[0048] 術(shù)語(yǔ)說(shuō)明[0049] 屬于“等離子球化技術(shù)”是將金屬粉體噴入感應(yīng)等離子體流，在極高的溫度下，這些粉體會(huì)立刻熔化，然后在表面張力的作用下自動(dòng)變成球形。而這些球形的液態(tài)金屬滴一

旦離開(kāi)等離子流就會(huì)立即冷卻、硬化成球形的顆粒。

附圖說(shuō)明[0050] 圖1是實(shí)施例1的球形鉭鎢合金粉末的放大100倍照片；[0051] 圖2是實(shí)施例1的球形鉭鎢合金粉末的放大500倍照片；具體實(shí)施方式[0052] 現(xiàn)在將詳細(xì)提及本發(fā)明的具體實(shí)施方案。盡管結(jié)合這些具體的實(shí)施方案描述本發(fā)明，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到不打算限制本發(fā)明到這些具體實(shí)施方案。相反，這些實(shí)施方案意欲覆蓋可包

括在由權(quán)利要求限定的發(fā)明精神和范圍內(nèi)的替代、改變或等價(jià)實(shí)施方案。在下面的描述中，

闡述了大量具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。本發(fā)明可在沒(méi)有部分或全部這些具體

細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)施。在其它情況下，為了不使本發(fā)明不必要地模糊，沒(méi)有詳細(xì)描述熟知的

工藝操作。

[0053] 當(dāng)與本說(shuō)明書和附加權(quán)利要求中的“包括”、“方法包括”、或類似語(yǔ)言聯(lián)合使用時(shí)，單數(shù)形式“某”、“某個(gè)”、“該”包括復(fù)數(shù)引用，除非上下文另外清楚指明。除非另外定義，本文

中使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的相同

含義。

[0054] 除非特別說(shuō)明，本發(fā)明采用的試劑、方法和設(shè)備為本領(lǐng)域常規(guī)食品級(jí)試劑、方法和設(shè)備。

[0055] 除非特別說(shuō)明，本發(fā)明實(shí)施例所用試驗(yàn)條件為本領(lǐng)域常規(guī)試驗(yàn)條件。除非特別說(shuō)明，本發(fā)明實(shí)施例所用試劑均為市購(gòu)。

[0056] 實(shí)施例1[0057] 1)鑄錠：使用ALD1200KW高真空電子束爐熔煉Ta10W鉭鎢合金(Ta90wt％?W10wt％)鑄錠，反復(fù)2次熔煉，使鎢的不均度在10％以內(nèi)。

[0058] 2)鍛造：對(duì)1)得到的鑄錠進(jìn)行加熱進(jìn)行鍛造，鍛造溫控850℃，鍛造至50×120×Lmm，充分破碎鑄態(tài)晶粒，獲得破碎的內(nèi)部組織；

[0059] 3)機(jī)加工：對(duì)2)得到的鍛坯車削兩端面，單表車削1.5mm，銑削4邊，徹底去除鍛造折疊等缺陷；

[0060] 4)酸洗：按HF(＞40％)：HNO3(65％?68％)：HCl(36％?38％)＝1：2：3(體積比)配比酸液，清洗上一步產(chǎn)物，去除表面雜質(zhì)；

[0061] 5)氫化：將上一步產(chǎn)物裝入反應(yīng)彈中，抽真空至10?6kPa，升溫：600℃/4小時(shí)，保溫800℃/2小時(shí)，通氫氣至壓力0.19MPa。降溫吸氫，實(shí)際溫度降到100℃停止通氫。

[0062] 6)破碎：將上一步產(chǎn)物采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎至粒徑不超過(guò)100μm；[0063] 7)篩粉：將上一步產(chǎn)物采用氣體保護(hù)篩分機(jī)篩分，篩分出粒徑范圍為15?53μm的鉭鎢合金粉；

[0064] 8)脫氫處理：對(duì)上一步產(chǎn)物裝入反應(yīng)彈進(jìn)行脫氫處理，具體地，抽真空至10?6kPa，脫氫熱處理包括：

[0065] 650℃/85min；[0066] 900℃/175min；[0067] 9)降氧：按向上一步產(chǎn)物重量的0.2?0.8wt％，向其中摻鎂粉，在氬氣環(huán)境氣氛熱處理，參數(shù)包括：

[0068] 在650℃熱處理85min；[0069] 在900℃熱處理750min；[0070] 10)酸洗：酸洗上一步產(chǎn)物以去除雜質(zhì)，酸洗所用的酸的配方為HF(濃度＞40％)：HNO3(濃度65％?68％)：HCl(濃度36％?38％)＝1：2：3(體積比)；

[0071] 11)等離子球化：采用等離子球化技術(shù)對(duì)上一步產(chǎn)物進(jìn)行球化處理，等離子球化參數(shù)如下：邊氣He60slpm、邊氣Ar50slpm、送粉載氣Ar4slpm、中心氣Ar18slpm、等離子體功率

40KW、送粉速率30g/min。

[0072] 實(shí)施例2[0073] 1)鑄錠：使用ALD600KW高真空電子束爐熔煉Ta10W鉭鎢合金(Ta90wt％?W10wt％)鑄錠，反復(fù)2次熔煉，使鎢的不均度在10％以內(nèi)。

[0074] 2)鍛造：對(duì)1)得到的鑄錠進(jìn)行加熱進(jìn)行鍛造，鍛造溫控900℃，鍛造至50×120×Lmm，充分破碎鑄態(tài)晶粒，獲得破碎的內(nèi)部組織；

[0075] 3)機(jī)加工：對(duì)2)得到的鍛坯車削兩端面，單表車削1.5mm，銑削4邊，徹底去除鍛造折疊等缺陷；

[0076] 4)酸洗：按HF(＞40％)：HNO3(65％?68％)：HCl(36％?38％)＝1：2：3(體積比)配比酸液，清洗上一步產(chǎn)物，去除表面雜質(zhì)；

[0077] 5)氫化：將上一步產(chǎn)物裝入反應(yīng)彈中，抽真空至10?6kPa，升溫：750℃/4小時(shí)，保溫800℃/2小時(shí)，通氫氣至壓力0.19MPa。降溫吸氫，實(shí)際溫度降到100℃停止通氫。

[0078] 6)破碎：將上一步產(chǎn)物采用顎式破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎至平均粒徑為0?100μm的粉末；

[0079] 7)篩粉：將上一步產(chǎn)物采用氣體保護(hù)篩分機(jī)篩分，篩分出粒徑范圍為15?53μm的鉭鎢合金粉；

[0080] 8)脫氫處理：對(duì)上一步產(chǎn)物裝入反應(yīng)彈進(jìn)行脫氫處理，具體地，抽真空至10?6kPa，脫氫熱處理包括：

[0081] 700℃/85min；[0082] 900℃/175min；[0083] 9)降氧：按向上一步產(chǎn)物重量的0.5wt％，向其中摻鎂粉，在氬氣環(huán)境氣氛熱處理，參數(shù)包括：

[0084] 在650℃熱處理85min；[0085] 在900℃熱處理750min；[0086] 10)酸洗：酸洗上一步產(chǎn)物以去除雜質(zhì)，酸洗所用的酸的配方為HF(濃度＞40％)：HNO3(濃度65％?68％)：HCl(濃度36％?38％)＝1：2：3(體積比)；

[0087] 11)等離子球化：采用等離子球化技術(shù)對(duì)上一步產(chǎn)物進(jìn)行球化處理，等離子球化參數(shù)如下：邊氣He60slpm、邊氣Ar50slpm、送粉載氣Ar4slpm、中心氣Ar18slpm、等離子體功率

40KW、送粉速率30g/min。

[0088] 對(duì)比例1[0089] 取10kg采用氫化脫氫法制備得到的鉭粉粉末，然后在振動(dòng)篩分設(shè)備上過(guò)100目篩網(wǎng)，去除粗顆粒。

[0090] 采用等離子球化設(shè)備對(duì)上述鉭粉粉末進(jìn)行球化。其中，等離子炬為直流等離子炬，工作氣體為氬氣，等離子球化功率為5KW，工作氣流量為20L/min，邊氣流量為100L/min，系

統(tǒng)壓力為80Kpa；并且球化后鉭粉的氧含量為400ppm。

[0091] 采用振動(dòng)篩分設(shè)備對(duì)球化后鉭粉進(jìn)行篩分處理，其中篩網(wǎng)目數(shù)為100目，得到粒度小于等于150μm的鉭粉。

[0092] 采用氬氣保護(hù)的氣流分級(jí)機(jī)對(duì)上述粒度小于等于150μm的鉭粉進(jìn)行分級(jí)處理，得到粒度分布在53～150μm區(qū)間的球形粉末。

[0093] 對(duì)比例2[0094] 選用鉭含量達(dá)到99.995％以上的鉭錠，將鉭錠進(jìn)行氫化破碎；將氫化后的鉭屑進(jìn)行球磨破碎，球磨破碎后的物料過(guò)400目篩，取400目篩下的鉭粉，得到?400目的鉭顆粒

20kg；而后將該鉭顆粒裝入反應(yīng)彈內(nèi)，在抽空條件下加熱，在750℃保溫約120min，然后進(jìn)行

降溫、出爐、過(guò)100篩得到脫氫的鉭粉19.87kg；將脫氫后的鉭粉裝入氣流磨中進(jìn)行氣流整

形，該過(guò)程中工作壓力6.5kg、一級(jí)、二級(jí)工作頻率分別是40Hz、40Hz，整形15h后得到一級(jí)鉭

粉14.62kg，二級(jí)鉭粉3.20kg；氣流整形后的一級(jí)鉭粉使用HNO3和HF的混合酸(HNO3、HF和水

的體積比是4:1:20)酸洗去除金屬雜質(zhì)，烘干過(guò)篩，得到酸洗后的鉭粉13.46kg；然后將酸洗

?1

后的鉭粉在10 Pa真空條件下熱處理，1100℃保溫60分鐘，最后降溫、鈍化、出爐；熱處理后

的鉭粉與以鉭粉重量計(jì)的1.3％的鎂粉混合，然后在惰性氣體保護(hù)的情況下加熱到750℃，

保溫2h，然后抽空排鎂3h，最后降溫、鈍化、出爐，采用硝酸洗滌去掉多余的鎂及氧化鎂，然

后用去離子水洗到中性，將鉭粉烘干過(guò)篩，得到鉭粉末12.74kg。

[0095] 分析檢測(cè)：[0096] 下面對(duì)上述實(shí)施例1～2和對(duì)比例1～2獲得的產(chǎn)品粉末進(jìn)行分析。[0097] 1、成分和形貌[0098] 圖1和圖2分別是實(shí)施例1的球形鉭鎢合金粉末的放大100倍和500倍的照片。如圖1～2所示，實(shí)施例1的球形鉭鎢合金粉末粒徑分布窄，球形度好。

[0099] 對(duì)實(shí)施例1～2和對(duì)比例1～2獲得的產(chǎn)品粉末進(jìn)行球形度和氧含量的測(cè)量。球形度的檢測(cè)方法：按“YS/T1297?2019鈦及鈦合金粉末球形率測(cè)定方法”判定。氧含量的檢測(cè)方

法：按“GB/T15076.14?2008鉭鈮化學(xué)分析方法氧量的測(cè)定”測(cè)量。結(jié)果如下表所示：

[0100] 表1[0101]組別 材料 球形度 氧含量

實(shí)施例1 鉭鎢合金粉 99.2 170

實(shí)施例2 鉭鎢合金粉 99.6 142

對(duì)比例1 鉭粉 99.7 325

對(duì)比例2 鉭粉 / 180

[0102] 由上可知，與對(duì)比例1～2相比，實(shí)施例1～2采用本公開(kāi)特定工藝制備的鉭鎢合金粉具有較高的球形度和較低的氧含量。

[0103] 2、粒度分析[0104] 按照“GB/T1480?2012金屬粉末干篩分法測(cè)定粒度”與“GB/T19077?2016粒度分析激光衍射法”綜合判定方法，對(duì)實(shí)施例1～2獲得的產(chǎn)品粉末進(jìn)行了粒度分析，結(jié)果如下：

[0105] 表2[0106]組別 D10 D50 D90 平均粒徑

實(shí)施例1 19.98 31.73 49.93 15～53

實(shí)施例2 20.85 31.68 50.83 15～53

[0107] 由上可知，實(shí)施例1～2采用本公開(kāi)特定工藝制備的鉭鎢合金粉具有較窄的粒徑分布。

[0108] 由上述實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，本公開(kāi)制備的鉭鎢合金粉末具有以下一項(xiàng)或多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)：

[0109] (1)鉭鎢合金粉末的合金成份均勻；[0110] (2)鉭鎢合金粉末的粒度分布集中；[0111] (3)鉭鎢合金粉末的球形度高；[0112] (4)鉭鎢合金粉末的氧含量低。[0113] 本發(fā)明制造的鉭鎢合金球形粉，采用3D打印技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、小批量異形件的加工，提高材料利用率，降低制造成本。

[0114] 最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是：以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然

可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)

明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。