CN110802234A - 零卫星颗粒的3d打印用金属粉末的制备方法 - Google Patents

零卫星颗粒的3d打印用金属粉末的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110802234A
CN110802234A CN201910919033.9A CN201910919033A CN110802234A CN 110802234 A CN110802234 A CN 110802234A CN 201910919033 A CN201910919033 A CN 201910919033A CN 110802234 A CN110802234 A CN 110802234A
Authority
CN
China
Prior art keywords
printing
metal powder
smelting
preparing
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910919033.9A
Other languages
English (en)
Inventor
沈宝祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Zhongti New Material Technology Co Ltd
Original Assignee
Anhui Zhongti New Material Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Zhongti New Material Technology Co Ltd filed Critical Anhui Zhongti New Material Technology Co Ltd
Priority to CN201910919033.9A priority Critical patent/CN110802234A/zh
Publication of CN110802234A publication Critical patent/CN110802234A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/14—Treatment of metallic powder
    • B22F1/142—Thermal or thermo-mechanical treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明提出了一种零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，包括以下步骤：1)原料准备：按照重量百分数计算，称取碳化钛4～8％及镍5～10％，余量为铝合金；2)熔炼：将原料采用真空熔炼炉分别进行熔炼纯化，再将各纯化液混合后使用等离子装置的火焰将纯化液破碎成小液滴；3)向小液滴中加入有机粘合剂溶液，得到浆料；4)对浆料进行超声雾化处理及冷凝以制得合金颗粒；5)退火。该方法有利于金属熔液内部的空化作用，降低金属内部含氧量，降低卫星颗粒发生概率。

Description

零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，具体一种涉及零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法。
背景技术
3D打印技术采用的是增材制造的模型成品技术，以数字模型为基础，运用粉末状金属或塑料可粘结材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印金属粉末作为金属零件3D打印产业链最重要的一环，也是最大的价值所在。在“2013年世界3D打印技术产业大会”上，世界3D打印行业的权威专家对3D打印金属粉末给予明确定义，即指尺寸小于1mm的金属颗粒群，包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末。
目前，3D打印金属粉末材料包括钴铬合金、不锈钢、工业钢、青铜合金、钛合金和镍铝合金等。但是3D打印金属粉末除需具备良好的可塑性外，还必须满足粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等要求。
气雾化法制粉技术具有生产效率高、成本低、制备的粉末球形度较好等优点，可较好地满足3D打印用金属粉末的特殊要求。现有的雾化法制备的3D打印金属粉末存在占比较大的空心粉和卫星粉，空心粉和卫星粉会导致零件中残留气孔，甚至经过后续热处理工艺后也难以消除，对成形零件的力学性能，特别是抗疲劳性能带来严重影响。
发明内容
本发明提出一种零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，该方法有利于金属熔液内部的空化作用，降低金属内部含氧量，降低卫星颗粒发生概率。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，包括以下步骤：
1)原料准备：按照重量百分数计算，称取碳化钛4～8％及镍5～10％，余量为铝合金；
2)熔炼：将原料采用真空熔炼炉分别进行熔炼纯化，再将各纯化液混合后使用等离子装置的火焰将纯化液破碎成小液滴；
3)向小液滴中加入有机粘合剂溶液，得到浆料；
4)对浆料进行超声雾化处理及冷凝以制得合金颗粒；
5)退火：将步骤4)的合金颗粒进行退火6～10min，得3D打印用金属粉末。
优选地，所述步骤2)中的熔炼纯化的温度高于碳化钛、镍和铝合金各自熔点160～200℃。
优选地，所述等离子装置的输出功率范围为10～16KW，工作气体为惰性气体，射流速度范围为600～900m/s。
优选地，所述惰性气体为氮气与氩气的混合气体。
优选地，所述有机粘合剂溶液为20wt％的聚乙烯醇溶液。
优选地，所述步骤4)的超声功率为120～240w，频率为80～110KHz；所述步骤5)的退火的温度为260～320℃。
本发明的有益效果：
1、本发明的制备方法采用碳化钛、镍及铝合金作为原料，采用真空熔炼及等离子装置双重处理，可以金属的熔融液表面张力降低，更容易被破碎成小液滴，有利于金属熔液内部的空化作用，从而降低空心粉和卫星粉的产出率。
2、本发明的制备方法获得的3D打印用金属粉末，不仅屈服强度和疲劳性能好，还有氧含量小于500ppm。
具体实施方式
实施例1
一种零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，包括以下步骤：
1)原料准备：按照重量百分数计算，称取碳化钛6％及镍7％，余量为铝合金；
2)熔炼：将原料采用真空熔炼炉分别进行熔炼纯化，再将各纯化液混合后使用等离子装置的火焰将纯化液破碎成小液滴；步骤2)中的熔炼纯化的温度高于碳化钛、镍和铝合金各自熔点180℃。等离子装置的输出功率范围为13KW，工作气体为惰性气体，射流速度范围为800m/s。惰性气体为氮气与氩气的混合气体。
3)向小液滴中加入有机粘合剂溶液，得到浆料；有机粘合剂溶液为20wt％的聚乙烯醇溶液。
4)对浆料进行超声雾化处理及冷凝以制得合金颗粒；超声功率为200w，频率为100KHz。
5)退火：将步骤4)的合金颗粒进行退火8min，得3D打印用金属粉末。退火的温度为300℃。
实施例2
一种零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，包括以下步骤：
1)原料准备：按照重量百分数计算，称取碳化钛4％及镍10％，余量为铝合金；
2)熔炼：将原料采用真空熔炼炉分别进行熔炼纯化，再将各纯化液混合后使用等离子装置的火焰将纯化液破碎成小液滴；步骤2)中的熔炼纯化的温度高于碳化钛、镍和铝合金各自熔点160℃。等离子装置的输出功率范围为16KW，工作气体为惰性气体，射流速度范围为600m/s。惰性气体为氮气与氩气的混合气体。
3)向小液滴中加入有机粘合剂溶液，得到浆料；有机粘合剂溶液为20wt％的聚乙烯醇溶液。
4)对浆料进行超声雾化处理及冷凝以制得合金颗粒；超声功率为240w，频率为80KHz。
5)退火：将步骤4)的合金颗粒进行退火10min，得3D打印用金属粉末。退火的温度为260℃
实施例3
一种零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，包括以下步骤：
1)原料准备：按照重量百分数计算，称取碳化钛8％及镍8％，余量为铝合金；
2)熔炼：将原料采用真空熔炼炉分别进行熔炼纯化，再将各纯化液混合后使用等离子装置的火焰将纯化液破碎成小液滴；步骤2)中的熔炼纯化的温度高于碳化钛、镍和铝合金各自熔点200℃。等离子装置的输出功率范围为10KW，工作气体为惰性气体，射流速度范围为900m/s。惰性气体为氮气与氩气的混合气体。
3)向小液滴中加入有机粘合剂溶液，得到浆料；有机粘合剂溶液为20wt％的聚乙烯醇溶液。
4)对浆料进行超声雾化处理及冷凝以制得合金颗粒；超声功率为120w，频率为80KHz。
5)退火：将步骤4)的合金颗粒进行退火6min，得3D打印用金属粉末。退火的温度为320℃
实施例4
一种零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，包括以下步骤：
1)原料准备：按照重量百分数计算，称取碳化钛7％及镍5％，余量为铝合金；
2)熔炼：将原料采用真空熔炼炉分别进行熔炼纯化，再将各纯化液混合后使用等离子装置的火焰将纯化液破碎成小液滴；步骤2)中的熔炼纯化的温度高于碳化钛、镍和铝合金各自熔点170℃。等离子装置的输出功率范围为12KW，工作气体为惰性气体，射流速度范围为700m/s。惰性气体为氮气与氩气的混合气体。
3)向小液滴中加入有机粘合剂溶液，得到浆料；有机粘合剂溶液为20wt％的聚乙烯醇溶液。
4)对浆料进行超声雾化处理及冷凝以制得合金颗粒；超声功率为180w，频率为110KHz。
5)退火：将步骤4)的合金颗粒进行退火10min，得3D打印用金属粉末。退火的温度为280℃。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)原料准备：按照重量百分数计算，称取碳化钛4～8％及镍5～10％，余量为铝合金；
2)熔炼：将原料采用真空熔炼炉分别进行熔炼纯化，再将各纯化液混合后使用等离子装置的火焰将纯化液破碎成小液滴；
3)向小液滴中加入有机粘合剂溶液，得到浆料；
4)对浆料进行超声雾化处理及冷凝以制得合金颗粒；
5)退火：将步骤4)的合金颗粒进行退火6～10min，得3D打印用金属粉末。
2.根据权利要求1所述的零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中的熔炼纯化的温度高于碳化钛、镍和铝合金各自熔点160～200℃。
3.根据权利要求1所述的零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，其特征在于，所述等离子装置的输出功率范围为10～16KW，工作气体为惰性气体，射流速度范围为600～900m/s。
4.根据权利要求1所述的零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气与氩气的混合气体。
5.根据权利要求1所述的零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，其特征在于，所述有机粘合剂溶液为20wt％的聚乙烯醇溶液。
6.根据权利要求1所述的零卫星颗粒的3D打印用金属粉末的制备方法，其特征在于，所述步骤4)的超声功率为120～240w，频率为80～110KHz；所述步骤5)的退火的温度为260～320℃。
CN201910919033.9A 2019-09-26 2019-09-26 零卫星颗粒的3d打印用金属粉末的制备方法 Withdrawn CN110802234A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910919033.9A CN110802234A (zh) 2019-09-26 2019-09-26 零卫星颗粒的3d打印用金属粉末的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910919033.9A CN110802234A (zh) 2019-09-26 2019-09-26 零卫星颗粒的3d打印用金属粉末的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110802234A true CN110802234A (zh) 2020-02-18

Family

ID=69487737

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910919033.9A Withdrawn CN110802234A (zh) 2019-09-26 2019-09-26 零卫星颗粒的3d打印用金属粉末的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110802234A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114632939A (zh) * 2020-11-30 2022-06-17 中国科学院金属研究所 一种NiCoCrAlY抗高温氧化热喷涂合金粉末材料的制备方法
JP7454062B2 (ja) 2020-04-22 2024-03-21 中国航発上海商用航空発動機製造有限責任公司 予備成形気孔欠陥、内蔵式気孔欠陥の製造方法及び予備成形体

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7454062B2 (ja) 2020-04-22 2024-03-21 中国航発上海商用航空発動機製造有限責任公司 予備成形気孔欠陥、内蔵式気孔欠陥の製造方法及び予備成形体
CN114632939A (zh) * 2020-11-30 2022-06-17 中国科学院金属研究所 一种NiCoCrAlY抗高温氧化热喷涂合金粉末材料的制备方法
CN114632939B (zh) * 2020-11-30 2024-03-22 中国科学院金属研究所 一种NiCoCrAlY抗高温氧化热喷涂合金粉末材料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112893852A (zh) 一种难熔高熵合金粉末制备方法
WO2018121688A1 (zh) 一种利用等离子体制备球形3d打印粉的方法
CN112317752B (zh) 一种可用于3D打印的TiZrNbTa高熵合金及其制备方法和应用
US9796022B2 (en) Pollution-free method for recycling iron-based grinding waste
CN103381484A (zh) 一种制备钛基粉末装置及制备钛基粉末的方法
KR20090053941A (ko) 금속 분말
CN110802234A (zh) 零卫星颗粒的3d打印用金属粉末的制备方法
CN203390198U (zh) 一种制备钛基粉末装置
JP4957969B2 (ja) Ｃｕ−Ｉｎ−Ｇａ三元系焼結合金スパッタリングターゲットの製造方法
CN105234341A (zh) 一种叉车转向节的粉末锻造方法
CN111659882A (zh) 一种用于3d打印的铝镁合金粉末及其制备方法
CN111872404A (zh) 一种用于3d打印的铝铜合金粉末及其制备方法
CN104451286A (zh) 一种镁铝合金及其加工工艺
CN111390193A (zh) 一种无卫星球高球形度3d打印增材制造金属粉末及其制备方法与设备
CN109365801A (zh) 一种粉体表面钨改性处理的方法
CN111842916A (zh) 一种用于3d打印的铝镁硅合金粉末及其制备方法
CN106119663B (zh) 水泥回转窑上过渡带内表面用合金粉体、制备及其涂层
CN1169984C (zh) 喷射共沉积准晶颗粒增强铝基复合材料的制作工艺
CN110605401A (zh) 一种钛铝合金粉末的制备方法
CN111842915A (zh) 一种用于3d打印的铝锰合金粉末及其制备方法
CN103266236A (zh) 一种高品质铝合金材料生产工艺
CN1240864C (zh) 准晶颗粒增强铝基复合材料的制备工艺
CN113186481B (zh) 一种吸波隐身复合涂层的制备方法
CN114603147B (zh) 一种粉末冶金用低氧含量锆无氧铜合金粉末的制备方法
CN113463089A (zh) 一种电弧辅助自蔓延高温合成制备抗磨复合涂层的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20200218