[發(fā)明專利]一種增材制造用粉材的制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710981734.6
• 申請(qǐng)日: 2017-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN107716935B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 原思宇;馬普生;張棟;張萬山;紀(jì)向軍;唐凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鞍鋼未來鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號(hào): B22F9/08
• 分類號(hào): B22F9/08;B22F1/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

一種增材制造用粉材的制造方法，該方法是將普通水霧化鐵粉分選出?1000目粒級(jí)粉材，通過高壓氣流將?1000目粒級(jí)的粉材輸送到霧化器中，作為高壓冷卻水介質(zhì)的核心顆粒，用以提高產(chǎn)品粉材細(xì)粉率和球形度。本發(fā)明利用?1000目鐵粉作為形核中心，分散于高壓高速霧化水中，與鐵水或鋼水碰撞時(shí)提高了碰撞力度改變了反應(yīng)自由能，在提高霧化效率的同時(shí)縮短凝固時(shí)間，獲得球形度高、粒度分布均勻的鐵粉或鋼粉。所采用的?1000目鐵粉，是正常生產(chǎn)過程中的低價(jià)值產(chǎn)品，通過正常分選可以獲得，在提高低價(jià)值產(chǎn)品利用率的同時(shí)提高核心產(chǎn)品的成材率，且避免了雜質(zhì)元素的增加不需要后續(xù)特殊處理，所以該方法制造鐵粉或鋼粉成本低廉，大幅降低增材制造產(chǎn)品的制造成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水基型金屬防銹劑領(lǐng)域，尤其涉及一種熱軋和冷軋鋼板水基防銹劑及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，增材制造技術(shù)(又名“3D”打印技術(shù))由于其是由原料——成品的短流程制造模式，受到了越來越廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。增材制造方法包括金屬注射成形方法、選擇性激光熔化方法和選擇性激光燒結(jié)方法等，能夠滿足形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難于加工等零件的生產(chǎn)，簡化了傳統(tǒng)銑、刨、磨、車等工藝流程，更顛覆了零件先加工后功能的設(shè)計(jì)思路，回歸到了由功能到設(shè)計(jì)的最簡單、最直接的零件設(shè)計(jì)。更是由于增材制造技術(shù)的廣泛使用和認(rèn)可，已經(jīng)從研究、推廣到廣發(fā)應(yīng)用，隨著需求的不斷增加，研究院所、高校乃至職業(yè)技術(shù)學(xué)校更是給予高度重視，陸續(xù)開設(shè)了相關(guān)課程。

金屬增材制造離不開3D打印設(shè)備和金屬粉材原料。金屬鐵粉制粉工藝主要有水霧化制粉和氣霧化制粉。水霧化制粉產(chǎn)量大、效率高、成本低；氣霧化制粉球形度高、氧含量低、粒度分布范圍小、成本高，主要用于增材制造、高端制造等。增材制造用一般金屬粉材由于對(duì)形貌、粒度分布、氧含量等均有較高的要求，主要采用氣霧化制粉價(jià)格較高，每公斤幾百上千元，主要應(yīng)用于高端制件的生產(chǎn)。正是由于受限于原料的高成本，因此目前增材制造技術(shù)推廣存在一定的難度，更是無法滿足教學(xué)、試制或低端制件的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)提供一種增材制造用粉材的制造方法，粉材的粒度均勻性、球形度和氧含量更佳，其物理特性能夠滿足增材制造使用要求，其制造方法簡單又生產(chǎn)成本低，能夠大幅降低增材制造用粉材原料成本，提高增材制造技術(shù)應(yīng)用范圍、加快其領(lǐng)域發(fā)展。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種增材制造用粉材的制造方法，包括冶煉、水霧化、還原、篩分四個(gè)步驟；該方法是將普通水霧化鐵粉篩分出-1000目粒級(jí)粉材，通過高壓氣流將-1000目粒級(jí)的粉材輸送到霧化器中，作為高壓冷卻水介質(zhì)的核心顆粒，用以提高產(chǎn)品粉材細(xì)粉率和球形度。

具體包括如下步驟：

1)冶煉鐵水或鋼水，過熱度為：250～300℃；

2)霧化工藝：將-1000目粉材通過高壓氣流輸送到霧化器中，流量控制為60～100g/s，粉材在高速運(yùn)動(dòng)中均勻分散在高壓水中并隨高壓水從霧化器中噴出，將自然流下的鐵水或鋼水擊碎成鐵粉或鋼粉；

3)還原：利用還原性氣體對(duì)脫水、干燥后的鐵粉或鋼粉進(jìn)行還原，還原時(shí)間為30～60min；

4)對(duì)還原后的鐵粉或鋼粉進(jìn)行研磨、篩分或風(fēng)選，分選出多個(gè)粒度等級(jí)，得到增材制造用鐵粉或鋼粉，其中-1000目的鐵粉或鋼粉作為核心顆粒用于下一次冶煉通過高壓氣流輸送到霧化器中。

所述的-1000目粒級(jí)粉材為鐵粉、鋼粉、還原鐵粉或還原鋼粉。

所述的還原性氣體為氫氣或氫氣與氮?dú)獾幕旌蠚怏w。

所述的高壓氣流壓力為0.5～0.7Mpa。

所制得的增材制造用粉材其球形化率為：70％～80％、流動(dòng)性≤20s/50g、[O]≤500ppm。