盘星新金属技术白皮书

钛合金气雾化制粉技术

钛合金具有质轻、比强度高、硬度高、耐腐蚀性好、热膨胀系数小、生物相容性好等优异性能，受到航空航天、船舶制造、汽车制造、生物医疗等领域研究者的青睐。

作为钛合金3D打印的关键性原材料，高品质钛合金粉末是保证钛合金打印件性能优良的基础。随着3D打印技术的不断发展，对钛合金粉末粒度、化学成分、流动性、空心粉率、松装密度等提出了相对严苛的要求。

目前，3D 打印领域中以Ti6Al4V为代表的钛合金粉末制备技术，主要包括电极感应熔炼惰性气体雾化（EIGA）、等离子旋转电极离心雾化制粉（PREP）、等离子球化制粉（PS）及等离子雾化制粉（PA），其中，EIGA法及PREP法是目前3D打印领域高品质钛合金粉末工业化应用的最主要制备方法。

盘星采用电极感应熔炼气雾化EIGA技术（如下图1所示）进行TC4粉末制备。粉末经雾化机制粉后得到0-350μm通粉，需要经过筛分、打散、分级、合批、包装等工序才能得到最终成品。

图1 EIGA技术示意图

考虑到钛合金产品的特殊性，粉末后处理工序均需要在高纯度氩气保护下进行。目前，该技术条件下粉末生产流程较长，操作人员用工较多。随着行业的发展，工艺技术的成熟度逐步提高，设备的加工能力也进一步提升，基于安全、质控、降本等方面的考虑，钛合金产线十分有必要进行自动化集成设计。

钛合金气雾化制粉产线的自动化集成

钛合金气雾化制粉线的自动化集成是一个涉及多个工程和技术领域的复杂工作。自动化集成方案的实现是生产效率提升和产品质量进一步可控的有效途径。

1.工艺流程及自动化集成

钛合金气雾化制粉产线主要工艺流程为气雾化制粉、粉末筛分、粉末分级、粉末混合、粉末包装等环节。根据以上工艺流程进行条线的自动化集成设计，具体方案如下图所示：

图2 钛合金气雾化制粉产线自动化集成设计

2.过程描述

钛合金气雾化制粉完成后，粉末收集在料罐中。粉末通过气流输送的方式被输送到筛分工序筛分机顶部的储料罐中，并通过其下端设计的气动阀控制开关，向给料机下料并将其送入筛分机。筛分机通过上下两层不同规格的筛网进行粗细粉末分离，其中0-53μm粉末收集到气流分级机的储粉罐中。同样，通过其下端设计的气动阀控制开关，向给料机下料并将其送入气流分级机中。粉末进入分级机中进行气流分级，除去超细粉0-15μm，得到15-53μm主产品。主产品15-53μm粉末通过气流输送的方式进入混料机储粉罐，并利用V型混料机进行不用批次的合批混合，经检验合格后，最终主产品经过自动包装设备进行粉末的包装。粉末包装后如下图3所示：

图3 钛合金粉末产品包装

整个生产过程中，钛合金粉末均处于高纯度氩气保护的条件下，且各工序设备均预留取样口，设计在线检测功能，按工艺要求进行粉末检测机判定。整个工艺流程具有较高自动化，实现了钛合金粉末更高效、更准确、更稳定的批量生产。

3.方案优势

通过自动化集成方案的实施，可以实现钛合金气雾化制粉产线的全面自动化和智能化，提高了生产效率，降低了生产成本，优化了产品质量，提升了企业的市场竞争力。

盘星致力粉末研发和生产

盘星新金属致力于新型金属材料、球形金属粉末的研发生产，是一家以研发为导向，精密制造为核心的国家高新技术企业。在粉末业务方面，盘星新金属现有10条真空气雾化生产线，年产钛合金、高温合金等高品质粉末逾1000吨，产品广泛应用于增材制造、MIM、表面处理等领域。未来，盘星将推出更多元化、低成本的粉末种类，以卓越稳定的产品质量，向客户提供高效一体化的技术解决方案。