增材制造用高性能低成本钛粉的制备新技术

目前，增材制造行业正在快速发展，团队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。本项目利用高温球磨技术制备了低成本近球形钛粉，较市场售球形钛粉成本降低约80%，同时所制备的制件具有高性能特点，以纯钛为例，其强度与塑性均高于美国ASTM B381锻造Ti-6Al-4V水平，在低成本高强度钛合金领域具有广泛的应用前景。本项目所制备粉末目前已供应给中国航发北京航空材料研究院、北京口腔医院、英国伦敦大学学院—英国国立皇家骨科医院等单位，应用于航天/航空发动机关键部件与医用植入体的增材制造成形，用户评价良好。

图1 整形前钛粉SEM照片

图2 整形后钛粉SEM照片

图3 利用整形钛粉通过SLM技术制备复杂制件

2020年9月8日，项目通过中国有色金属协会组织的技术成果鉴定会，被评为“国际领先水平”；目前获得包括中国有色金属工业科学技术奖（发明）一等奖在内的7项行业省部级科技奖。