[發明專利]一種增材制造用金屬粉末的制備裝置

在審

• 申請號: 201810534219.8
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108465823A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 劉平;崔良;張騰輝;史金光;張天宇
• 申請（專利權）人: 浙江亞通焊材有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;C22C38/04;C22C38/02;C22C38/28
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本發明涉及一種增材制造用金屬粉末的制備裝置，其特征在于：包括熔化爐、加熱裝置、感應線圈、匯集裝置、隔熱保溫層和收集裝置；使用本發明裝置制備的金屬粉末，具有球形度好、氧含量低、流動性好等優點，滿足增材制造對金屬粉末的技術要求。

技術領域

本發明屬于金屬材料制造領域，特別涉及了一種增材制造用金屬粉末的制備裝置。

背景技術

金屬增材制造被譽為3D打印行業皇冠上的明珠，能進行直接零件制造，是對傳統制造模式的顛覆，金屬增材制造主要包括激光選區燒結、激光選區熔化、電子束選區熔化、激光立體成形等幾種成形技術，涉及機械、電子、材料、軟件、控制等學科。

金屬增材制造的成形材料主要是預合金粉末，并對金屬粉末的質量要求較高。目前應用較多的材料有不銹鋼粉末，鈷鉻鉬合金粉末，鎳基合金粉末，鋁合金粉末，鈦合金粉末。切絲法或打孔重熔法對于塑性加工不好的材料比較困難；均一液滴成型法在生產過程中金屬射流容易受到環境的影響，且在生產過程中無法進行實時調整和控制。真空熔煉惰性氣體霧化技術是制備優質金屬和合金粉末的較好方法，但傳統的氣體霧化設備制備的增材制造用金屬粉末，必須通過多次篩分及檢測才能得到能夠滿足使用要求的顆粒。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種解決或部分解決上述問題的Fe₂O₃@SiO₂～APTS納米磁珠制備和表征方法。

為達到上述技術方案的效果，本發明的技術方案為：一種增材制造用金屬粉末的制備裝置，其特征在于：包括隔熱保溫層、熔化爐、加熱裝置、感應線圈、匯集裝置和收集裝置；

熔化爐位于隔熱保溫層的內部，熔化爐外圍安裝有加熱裝置；

熔化爐上部的熔化爐入口伸出到隔熱保溫層之外；

熔化爐下部安裝有射流出口；射流出口直徑范圍在0.02～0.05mm之間；

匯集裝置位于隔熱保溫層與熔化爐構成的腔體的中部，匯集裝置的外圍安裝有感應線圈；

收集裝置位于底部的隔熱保溫層上；

隔熱保溫層一側的上部開有進氣口，另一側的下部開有出氣口；

一種增材制造用金屬粉末的制備裝置的使用方法,包括以下步驟：

S1、裝料：將帶有小孔的射流出口固定于熔化爐底部，在熔化爐中加入需要制備的金屬材料；

S2、防氧化：在隔熱保溫層圍成的空腔中充入氮氣，使得隔熱保溫層與熔化爐構成的腔體壓力保持在1.02atm；

S3、加熱：利用加熱裝置熔化熔化爐內的金屬材料，并用熱電偶實時監測熔化爐內的溫度，待金屬材料完全熔化后保溫15～20分鐘；

金屬材料按照質量百分比，由以下組分組成：Mn0.05～0.15、Mg0.8～1.2、 Cr0.05～0.35、Zn0.05～0.25、Ti0.01～0.15、Si0.2～0.5，其余為Fe，以上組分質量百分比之和為100％；

加熱溫度利用公式(1)進行計算：

其中，T指加熱溫度，單位為℃，取值為(0，50)之間的有理數；x為金屬材料中Fe所占的質量百分比；y為金屬材料中Mn所占的質量百分比；t為加熱的時間，單位為s，取正數；

S4、制備粉末：通過熔化爐入口向熔化爐中通入氮氣，使熔化爐與隔熱保溫層之間達到穩定差壓0～200kPa；

將調制交流電信號施加給感應線圈；調制交流電信號對熔化爐的透入深度可通過公式(2)計算：