[發明專利]一種3D打印用高松裝密度羰基鐵粉及其制備方法

在審

• 申請號: 201710067168.8
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN108687360A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 馮永寶;戴靜;王斌
• 申請（專利權）人: 江蘇天一超細金屬粉末有限公司
• 主分類號: B22F9/30
• 分類號: B22F9/30;B22F1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種3D打印用高松裝密度羰基鐵粉及其制備方法，特征在于該羰基鐵粉由粗、中、細三種不同粒度的球形羰基鐵粉混合均勻后制成；其中粗粉粒度范圍為75~150微米，中粉粒度范圍為10~25微米，細粉粒度小于5微米；粗粉、中粉和細粉所占比例分別為55~65%、10~30%和5~35%。采用熱裂解五羰基鐵工藝制備羰基鐵粉；將分級后的羰基鐵細粉與有機粘結劑、有機溶劑攪拌混合均勻制成漿料；金屬漿料經噴霧造粒、分級后得到粗粉與中粉；將粗粉、中粉和細粉按上述比例混合均勻后得到高松裝密度羰基鐵粉。與現有技術相比，本發明制備的羰基鐵粉具有球形度高、流動性好、松裝密度大、生產工藝簡單、適合規模化生產等特點，滿足了3D打印對于高性能金屬粉末的要求。

技術領域

本發明屬于3D打印用金屬粉末原料領域，具體涉及的是一種3D打印用高松裝密度羰基鐵粉及其制備方法。

背景技術

金屬3D打印是增長最快、最具前途的技術之一，成功應用于飛機發動機部件、醫療植入、汽車部件、航空衛星組件等領域。應用于3D打印的金屬材料主要為粉體和絲材，其中粉體原料可采用的3D打印工藝更為豐富，因而對3D用金屬粉末的需求極為迫切。金屬3D打印對粉末材料各項指標的要求有別于傳統粉末冶金，因此，傳統粉末冶金用的金屬粉末材料不能完全適應3D打印工藝的要求。

現有3D打印用金屬粉末的制備方法有機械法和物理化學法兩大類。機械法包括：渦旋研磨、機械研磨、冷氣體粉碎、二流體霧化、旋轉圓盤霧化、旋轉電極霧化和等離子體霧化等。物理化學法包括：還原、沉積、電解和電化學腐蝕等。中國專利CN201610120328.6公開了用于3D打印技術的316L不銹鋼粉末及其制備方法，采用真空熔煉霧化技術制備適用于不同金屬3D打印技術的316L不銹鋼粉末。中國專利CN201410028642.2公開了一種3D打印機用的金屬粉末，由亞微米級的金屬顆粒通過造粒工藝團聚成10-50微米的金屬粉末。

從現有技術調研可知，霧化法技術制備的金屬粉末原始粒徑較大、堆積密度低、融化速度慢，不能滿足快速3D打印的要求；以亞微米級的金屬顆粒為原料，采用單純霧化造粒工藝制備粒度為10~50微米的金屬粉體，粉體堆積密度低，不能滿足3D打印對金屬粉末高松裝密度的要求。羰基鐵粉是金屬3D打印行業中的重要原料，熔融速度快、流動性好、松裝密度大的3D打印用羰基鐵粉制備技術的突破迫在眉睫。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種原始粒度小、熔融速度快、球形度高、流動性好、松裝密度大的3D打印用高松裝密度羰基鐵粉及其制備方法。

本發明解決技術問題采用的技術方案是：一種3D打印用高松裝密度羰基鐵粉，該羰基鐵粉由粗、中、細三種不同粒度的球形羰基鐵粉混合均勻后制成；其中粗粉粒度范圍為75~150微米，中粉粒度范圍為10~25微米，細粉粒度小于5微米；粗粉、中粉和細粉所占比例分別為55~65%、10~30%和5~35%。

本發明所述的3D打印用高松裝密度羰基鐵粉，其中的粗粉為球形造粒粉，以粒度小于5微米的羰基鐵細粉為原料經噴霧造粒制成；粗粉最大顆粒不超過200微米，粒度大于150微米的顆粒不超過1%，粒度小于75微米的顆粒不超過2%。

本發明所述的3D打印用高松裝密度羰基鐵粉，其中的中粉為球形造粒粉，以粒度小于5微米的羰基鐵細粉為原料經噴霧造粒制成；中粉最大顆粒不超過40微米，粒度大于25微米的顆粒不超過1%，粒度小于10微米的顆粒不超過2%。

本發明所述的3D打印用高松裝密度羰基鐵粉，其中的細粉為球形，粒度小于5微米，其中粒度大于5微米的顆粒不超過1%，粒度小于0.5微米的顆粒不超過2%。

本發明還提供了一種3D打印用高松裝密度羰基鐵粉的制備方法，具體制備步驟包括：

（1）采用五羰基鐵熱裂解工藝制備羰基鐵粉，所制得的羰基鐵粉氧含量小于0.6%；