[發明專利]一種提高3D打印不銹鋼粉末球形度的方法

有效

• 申請號: 201711264998.6
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107999774B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 岳巍;梁廷禹;姜勇;盛洪超
• 申請（專利權）人: 南通金源智能技術有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B22F1/00;B33Y70/00
• 代理公司: 蘇州廣正知識產權代理有限公司 32234
• 代理人: 張漢欽

本發明提供了一種提高3D打印不銹鋼粉末球形度的方法，其利用多孔氧化鋁進行分散不銹鋼，當其作為等離子體電極時，可以實現局部的等離子體化，霧滴較小，球形度也能夠因重量的較小而得以保障；利用圓柱形電極外套一共熔體結構，可以實現其外側共熔體在等離子體化的情況下利用旋轉的電極進行離心力的分離，而中心區域保證了電極的穩定化，電流穩定得以保障。

技術領域

本發明涉及3D打印機領域，具體涉及一種提高3D打印不銹鋼粉末球形度的方法。

背景技術

眾所周知，金屬材料特別是帶有戰略性的高熔點合金材料已成為高附加值和高精尖的軍民兩用的高科技產品的發展方向，而粉末冶金技術及新新興的激光3D打印技術是制備是賦予高科技產品行之有效的方法。特別是激光3D打印技術，用該方法可獲得成分無偏析、性能穩定、 組織均勻的零部件；從經濟上看，該方法是一種少切屑或無切屑的工藝。與傳統鍛材加工技術相比，制備部件基本為近凈成形，材料利用率幾乎可以達到100％。但是，這些領域對材料的物理、化學性質都有很高的要求。對粉末提出了如下要求：粒度分布窄；單分散；球形；特殊情形需要高純粉末；其目的在于使燒結體產品的密度分布均勻，機械性能和其它物理性能空間分布均勻化。因此，原始粉末的球形度對制備細晶全致密的高性能產品起著決定性的作用。

發明內容

基于解決上述問題，本發明提供了一種提高3D打印不銹鋼粉末球形度的方法，包括以下步驟：

（1）制備氧化鋁多孔塊體材料：將氧化鋁附著于一柱體成型體的外側面和底面，并進行多孔燒結工藝形成多孔氧化鋁材料，并將該氧化鋁多孔材料從所述柱體成型體上剝離以形成氧化鋁多孔塊體材料，所述氧化鋁多孔塊體材料為圓柱形柱體，所述圓柱形柱體的中心具有未貫穿所述圓柱形柱體的第一中空盲孔；

（2）制備氧化鋁與不銹鋼的共熔體：將不銹鋼顆粒填入所述第一中空盲孔中，并進行不銹鋼的熔融加熱，熔融的不銹鋼進入氧化鋁多孔塊體材料內部，形成氧化鋁與不銹鋼的共熔體，對所述第一中空盲孔進行打磨形成第二中空盲孔，并同時對外側壁進行打磨，并對所述共熔體的底部進行磨削，使得所述第二中空盲孔貫穿呈通孔；

（3）等離子體霧化：等離子體的一圓柱形電極插入所述通孔中作為最終的霧化電極，對打磨、磨削后的共熔體進行等離子體熔融，并霧化成霧滴；

（4）冷卻成球：將霧滴冷卻形成不銹鋼球形粉末。

根據本發明的實施例，所述圓柱形柱體的半徑與所述第一盲孔的半徑之比為0.5-1。

根據本發明的實施例，所述不銹鋼中含有鋁成分。

根據本發明的實施例，在步驟（2）中對所述第二中空盲孔和外側壁進行打磨，分別通過第一和第二打磨滾輪實現，其中所述第一打磨滾輪的直徑略大于所述第一中空盲孔的直徑。

根據本發明的實施例，所述氧化鋁粉末鋪于所述加熱載板上的厚度為3mm。

根據本發明的實施例，所述圓柱形電極的直徑大致等于所述第二中孔盲孔的直徑。

根據本發明的實施例，所述步驟（1）中的燒結工藝采用激光局部燒結、等離子體燒結等方式實現。

本發明的優點如下：

（1）多孔氧化鋁進行分散不銹鋼，當其作為等離子體電極時，可以實現局部的等離子體化，霧滴較小，球形度也能夠因重量的較小而得以保障；

（2）利用圓柱形電極外套一共熔體結構，可以實現其外側共熔體在等離子體化的情況下利用旋轉的電極進行離心力的分離，而中心區域保證了電極的穩定化，電流穩定得以保障。

附圖說明

圖1為本發明的提高3D打印不銹鋼粉末球形度的方法的流程圖；

圖2-7為本發明的激光熔融氧化鋁的示意圖。