一種制備增材制造用金屬球形粉末的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉末冶金制粉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種制備增材制造用金屬球形粉末的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)的“3D打印”等增材制造方法備受人們關(guān)注，它無(wú)需通過(guò)鍛造、車(chē)銑刨磨等工序便可直接生產(chǎn)出金屬制品，大大降低了能耗，節(jié)約了材料。而金屬注射成形方法、選擇性激光熔化方法和選擇性激光燒結(jié)方法都屬于增材制造，適宜于形狀復(fù)雜的粉末冶金小零件的生產(chǎn)。這些方法對(duì)金屬粉末的形貌、粒度分布、氧含量等均有較高的要求，而氣霧化方法生產(chǎn)的金屬粉末能夠滿(mǎn)足這些要求。
[0003]隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的進(jìn)步，金屬注射成型、激光快速成型等新應(yīng)用一定會(huì)在人們的生活中扮演越來(lái)越重要的角色。而傳統(tǒng)方法制備的粉末球形度不高，氧含量過(guò)高，難以滿(mǎn)足增材制造的要求，產(chǎn)品品種少，成為增材制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。開(kāi)發(fā)一種采用氣霧化制備增材制造用微細(xì)金屬球形粉末的方法顯得十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)提供一種制備增材制造用金屬球形粉末的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中制備的增材制造用金屬球形粉末，存在球形度不高、氧含量過(guò)高的技術(shù)效果。
[0005]本申請(qǐng)通過(guò)本申請(qǐng)的一實(shí)施例提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種制備增材制造用金屬球形粉末的方法，包括:
[0007]按照所述金屬球形粉末所需成分進(jìn)行配料；
[0008]將配好的料置于熔煉爐中；
[0009]將所述熔煉爐抽真空到預(yù)設(shè)真空度時(shí)進(jìn)行熔煉，并在熔煉過(guò)程中充入氮?dú)獗Ｗo(hù)，獲得金屬溶液；
[0010]將所述金屬溶液升溫至熔點(diǎn)以上預(yù)設(shè)過(guò)熱度，并在高壓霧化介質(zhì)作用下，對(duì)所述金屬溶液進(jìn)行霧化，獲得霧化粉末；
[0011]對(duì)所述霧化粉末進(jìn)行冷卻，獲得所述金屬球形粉末。
[0012]優(yōu)選地，在所述對(duì)所述霧化粉末進(jìn)行冷卻，獲得所述金屬球形粉末之后，還包括:
[0013]收集并篩分所述金屬球形粉末；
[0014]對(duì)篩分后的所述金屬球形粉末進(jìn)行包裝。
[0015]優(yōu)選地，所述對(duì)篩分后的所述金屬球形粉末進(jìn)行包裝，包括:
[0016]對(duì)篩分后的所述金屬球形粉末進(jìn)行真空包裝。
[0017]優(yōu)選地，所述對(duì)所述金屬溶液進(jìn)行霧化，包括:
[0018]采用限制式霧化方法，對(duì)所述金屬溶液進(jìn)行霧化；或
[0019]采用自由式霧化方法，對(duì)所述金屬溶液進(jìn)行霧化。
[0020]優(yōu)選地，所述高壓霧化介質(zhì)，具體為:
[0021]壓力為I?1MPa的氮?dú)猓换?br>[0022]壓力為I?1MPa的氬氣。
[0023]優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)過(guò)熱度具體為100?300°C。
[0024]優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)真空度具體為100?10_3Pa。
[0025]本申請(qǐng)實(shí)施例中提供技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn):
[0026]在本申請(qǐng)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種制備增材制造用金屬球形粉末的方法，包括:按照所述金屬球形粉末所需成分進(jìn)行配料；將配好的料置于熔煉爐中；將所述熔煉爐抽真空到預(yù)設(shè)真空度時(shí)進(jìn)行熔煉，并在熔煉過(guò)程中充入氮?dú)獗Ｗo(hù)，獲得金屬溶液；將所述金屬溶液升溫至熔點(diǎn)以上預(yù)設(shè)過(guò)熱度，并在高壓霧化介質(zhì)作用下，對(duì)所述金屬溶液進(jìn)行霧化，獲得霧化粉末；對(duì)所述霧化粉末進(jìn)行冷卻，獲得所述金屬球形粉末。
[0027]采用本實(shí)施例中的方法所制備的增材制造用金屬球形粉末，具有球形度高、氧含量低的優(yōu)點(diǎn)，適用于粉末冶金壓制成型、選擇性激光熔化成型、選擇性激光燒結(jié)成型、金屬注射成型、金屬軟磁功能材料等領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0028]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1本申請(qǐng)實(shí)施例中制備增材制造用金屬球形粉末的方法的流程圖；
[0030]圖2為采用本實(shí)施例中的制備增材制造用金屬球形粉末的方法所制備的增材制造用金屬球形粉末的電子圖像；
[0031]圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例中制備增材制造用金屬球形粉末的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)提供一種制備增材制造用金屬球形粉末的方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中制備的金屬球形粉末球形度不高，氧含量過(guò)高的技術(shù)效果。
[0033]本申請(qǐng)實(shí)施例的技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，總體思路如下:
[0034]一種制備增材制造用金屬球形粉末的方法，包括:按照所述金屬球形粉末所需成分進(jìn)行配料；將配好的料置于熔煉爐中；將所述熔煉爐抽真空到預(yù)設(shè)真空度時(shí)進(jìn)行熔煉，并在熔煉過(guò)程中充入氮?dú)獗Ｗo(hù)，獲得金屬溶液；將所述金屬溶液升溫至熔點(diǎn)以上預(yù)設(shè)過(guò)熱度，并在高壓霧化介質(zhì)作用下，對(duì)所述金屬溶液進(jìn)行霧化，獲得霧化粉末；對(duì)所述霧化粉末進(jìn)行冷卻，獲得所述金屬球形粉末。
[0035]為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖以及具體的實(shí)施方式對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0036]實(shí)施例一
[0037]本實(shí)施例提供了一種制備增材制造用金屬球形粉末的方法，如圖1所示，包括:
[0038]步驟SlOl:按照金屬球形粉末所需成分進(jìn)行配料；
[0039]步驟S102:將配好的料置于熔煉爐中；
[0040]步驟S103:將熔煉爐抽真空到預(yù)設(shè)真空度時(shí)進(jìn)行熔煉，并在熔煉過(guò)程中充入氮?dú)獗Ｗo(hù)，獲得金屬溶液；
[0041]步驟S104:將金屬溶液升溫至熔點(diǎn)以上預(yù)設(shè)過(guò)熱度，并在高壓霧化介質(zhì)作用下，對(duì)金屬溶液進(jìn)行霧化，獲得霧化粉末；
[0042]步驟S105:對(duì)霧化粉末進(jìn)行冷卻，獲得金屬球形粉末。
[0043]進(jìn)一步，在步驟S105之后，還包括:
[0044]步驟S106:收集并篩分金屬球形粉末(例如:采用超聲旋振篩或氣流分級(jí)機(jī)進(jìn)行篩分，具體為按粒度大小進(jìn)行篩分)；
[0045]步驟S107:對(duì)篩分后的金屬球形粉末進(jìn)行包裝(例如:對(duì)篩分后的金屬球形粉末進(jìn)行真空包裝)。
[0046]進(jìn)一步，所述對(duì)金屬溶液進(jìn)行霧化，包括:采用限制式霧化方法或自由式霧化方法，對(duì)金屬溶液進(jìn)行霧化。
[0047]進(jìn)一步，所述高壓霧化介質(zhì)，具體為:壓力為I?1MPa的氮?dú)?，或壓力為I?1MPa的氬氣。
[0048]進(jìn)一步，所述預(yù)設(shè)過(guò)熱度具體為100?300°C。
[0049]進(jìn)一步，所述預(yù)設(shè)真空度具體為100?l(T3Pa。
[0050]為了更好的理解上述技術(shù)方案，下面將結(jié)合具體例子對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0051]【例一】采用型號(hào)為316L的不銹鋼錠作為熔煉原料，主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Cr:18% ；Ni:12% ；Mo:2.5% ;余量為Fe。加熱采用中頻感應(yīng)加熱爐，溫度為1500°C。霧化介質(zhì)采用氮?dú)猓瑝毫?MPa，中間包加熱溫度為1100°C。霧化過(guò)程抽真空，真空度達(dá)到0.1Pa時(shí)，充入氮?dú)獗Ｗo(hù)。霧化完成后，冷卻至室溫并收集篩分(例如:采用超聲旋振篩或氣流分級(jí)機(jī)進(jìn)行篩分，具體為按粒度大小進(jìn)行篩分)，采用真空包裝。
[0052]如圖2所示，圖2為本例中所得氣霧化316L不銹鋼粉電子圖像，可以看出此方法所得粉末顆粒球形度較高。
[0053]【例二】采用型號(hào)為402L的不銹鋼錠作為熔煉原料，主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Cr:18%;N1:12%;余量為Fe。加熱采用中頻感應(yīng)加熱爐，溫度為1500°C。霧化介質(zhì)采用氮?dú)?，壓力?MPa，中間包加熱溫度為1100°C。霧化過(guò)程抽真空，真空度達(dá)到IPa時(shí)，充入氮?dú)獗Ｗo(hù)。霧化完成后，冷卻至室溫并收集篩分，采用真空包裝。
[0054]【例三】采用型號(hào)為17-4PH的不銹鋼錠作為熔煉原料，主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Cr:17% ；Ni:4% ；Cu:4% ；Nb:<1% ;余量為Fe。加熱采用中頻感應(yīng)加熱爐，溫度為1500°C。霧化介質(zhì)采用氮?dú)?，壓力?MPa，中間包加熱溫度為1100°C。霧化過(guò)