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、鍛造開坯，經(jīng)過徑鍛、軋制等方式加工成坯料，后經(jīng)過機(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)，增材制造過程中，鉭鎢合金容易吸氧開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

旦離開等離子流就會(huì)立即冷卻、硬化成球形的顆粒。

附圖說明[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，沒有詳細(xì)描述熟知的

工藝操作。

[0053] 當(dāng)與本說明書和附加權(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)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(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。