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航天装备关键部件激光成形用钛合金球形粉末技术

发布时间: 2022-11-10

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术咨询
成果类型: 发明专利
行业领域:
新材料技术
成果介绍
该技术项目将大功率等离子枪与设备适配,开发出了理想的等离子体熔炼装置,并且采用ANSYS有限元模拟软件模拟了离心雾化制粉过程,满足了合金棒料熔化所需温度场、流体场,使得粉末处于理想的雾化机制,实现了超细粒径粉末的批量化制备,大幅度提高了细粒径粉末的产出率,降低了激光增材制造的成本。
成果亮点
在新型航天装备用关键钛合金部件迫切需求牵引下,本项目在国内外率先开展了超高转速等离子旋转电极制备钛合金球形粉末技术研究和应用,解决了钛合金粉末球形度、空心粉率、纯净度较低以及钛合金构件激光选区熔化冶金缺陷控制、钛合金构件激光熔化沉积变形开裂控制等难题,促进了航天装备关键部件激光成形用高品质钛合金球形粉末的量产及批量应用,授权15项发明专利,发表论文14篇,制定国家及行业标准7项。项目技术实现了新型航天装备关键部件用钛合金领域的推广应用,解决了激光成形用高品质钛合金球形粉末“卡脖子” 问题。
团队介绍
该技术项目由西安欧中材料科技有限公司、首都航天机械有限公司等单位共同开发完成,梁书锦教授为本项目的学术技术带头人,负责总体技术方案的制定的实施,王晨工程师为粉末制备技术负责人,主持高品质钛合金制备技术开发,团队共计20人,经验丰富,分工明确。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位:“科创中国”轻金属材料产业科技服务团 (中国有色金属学会) 评价时间:2022-11-13

曹 斌

中铝智能科技发展有限公司

技术总监

综合评价

该工艺制备的金属粉末具有球形度高、空心粉率少等优点,粉末粒径与电极转速直接相关。采用熔化过程的hi数建立的雾化机制理论模型,为工艺参数的优化与调节提供了理论基础,进而提出了提高粉末品质与制粉效率、成品率的可行有效的方法。将大功率等离子枪与设备适配,开发出了理想的等离子体熔炼装置,并且采用ANSYS有限元模拟软件模拟了离心雾化制粉过程,满足了合金棒料熔化所需温度场、流体场,使得粉末处于理想的雾化机制,实现了超细粒径粉末的批量化制备,大幅度提高了细粒径粉末的产出率,降低了激光增材制造的成本。项目组开发出具有自主知识产权的超高转速等离子旋转电极工程化制粉技术,制备的高球形度钛合金球形粉末(球形度≥98%),粉末增氧量稳定控制在200ppm以内,独特的粉末纯净化后处理技术,使得钛合金粉末杂质含量远超标准要求。高品质钛合金球形粉末的成功制备,打破了西方国家在这一合金领域的垄断地位。 总体而言,该项目技术思路方向很好,未来市场空间大,有利于当前政策要求,转化成熟度很高。
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