[發(fā)明專利]一種3D打印用金屬粉末的制備方法

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• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110666180A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設計）人: 沈寶祥
• 申請（專利權）人: 安徽中體新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F9/08
• 分類號: B22F9/08;B22F1/00;C22C21/00;C22C30/00;B33Y70/00
• 代理公司: 11411 北京聯(lián)瑞聯(lián)豐知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 周超

本發(fā)明提出了一種3D打印用金屬粉末的制備方法，包括以下步驟：1)原料準備：按照重量百分數(shù)計算，稱取釔粉3～6％、鋯粉15～24％、鉬粉10～20％，余量為鋁合金粉末；2)預處理：將原料放入預處理溶液中于40～60℃，浸泡處理40～60min，撈出后清洗干燥，然后采用真空感應熔煉爐分別進行熔煉純化，再將各純化液進行超聲處理30s～60s，得各純化液；3)超聲水霧化：將各純化液分別在超聲輔助下進行水霧化制粉，制取的粉末經(jīng)過脫水處理，真空干燥，分級篩選；4)退火。該方法通過對金屬粉末進行預處理可以有利于金屬熔液內部的空化作用，排除含氧高的干擾，從而降低空心粉和衛(wèi)星粉的產出率。

技術領域

本發(fā)明屬于3D打印技術領域，具體一種涉及3D打印用金屬粉末的制備方法。

背景技術

3D打印技術采用的是增材制造的模型成品技術，以數(shù)字模型為基礎，運用粉末狀金屬或塑料可粘結材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印技術的優(yōu)點主要有簡化設計過程，降低生產成本，加快生產周期。3D金屬打印的材料形式主要有粉末和金屬絲，金屬粉末的應用更為廣泛。3D打印常用的金屬原料分為粉末形式和絲材形式，由于金屬粉末可用于激光選區(qū)熔化(SLM)、激光近凈成形(LENS)、電子束選區(qū)熔化(EBM)等多種3D打印工藝，是3D打印中醉常用的材料。金屬粉末的品質質量很大程度上決定了產品最終的成型效果，因此高品質粉末對金屬3D打印技術的發(fā)展至關重要。

2015年以來，中國正式將3D打印納入國家工業(yè)轉型升級的重點方向。3D打印用金屬粉末是3D打印技術的價值所在，越來越多的研究者致力于研究高質量低成本的3D打印用金屬粉末制備技術。氣霧化法制粉技術具有生產效率高、成本低、制備的粉末球形度較好等優(yōu)點，可較好地滿足3D打印用金屬粉末的特殊要求。現(xiàn)有的霧化法制備的3D打印金屬粉末存在占比較大的空心粉和衛(wèi)星粉，空心粉和衛(wèi)星粉會導致零件中殘留氣孔，甚至經(jīng)過后續(xù)熱處理工藝后也難以消除，對成形零件的力學性能，特別是抗疲勞性能帶來嚴重影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明提出一種3D打印用金屬粉末的制備方法，該方法通過對金屬粉末進行預處理可以有利于金屬熔液內部的空化作用，排除含氧高的干擾，從而降低空心粉和衛(wèi)星粉的產出率。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種3D打印用金屬粉末的制備方法，包括以下步驟：

1)原料準備：按照重量百分數(shù)計算，稱取釔粉3～6％、鋯粉15～24％、鉬粉10～20％，余量為鋁合金粉末；

2)預處理：將原料放入預處理溶液中于40～60℃，浸泡處理40～60min，撈出后清洗干燥，然后采用真空感應熔煉爐分別進行熔煉純化，再將各純化液進行超聲處理30s～60s，得各純化液；

3)超聲水霧化：將各純化液分別在超聲輔助下進行水霧化制粉，制取的粉末經(jīng)過脫水處理，真空干燥，分級篩選；

4)退火：將各篩選后的粉末，分別進行退火6～10min，將退火后的各粉末按比例進行攪拌混合均勻，得3D打印用金屬粉末。

優(yōu)選地，所述預處理溶液包括以下組分：

稀鹽酸3～6g/L、分散劑0.2～0.4g/L及抗氧化劑6～12g/L，余量為水。

優(yōu)選地，所述抗氧化劑為苯丙三氮唑。

優(yōu)選地，所述分散劑為聚丙烯酰胺或者甲基戊醇。

優(yōu)選地，所述釔粉的粒徑為30～60μm，所述鋯粉的粒徑為70～90μm，所述鉬粉的粒徑為20～40μm，所述鋁合金粉末的粒徑為90～110μm。

優(yōu)選地，所述步驟2)中的熔煉純化的溫度高于釔粉、鋯粉、鉬粉和鋁合金粉末各自熔點100～120℃；超聲處理的功率為400～600w，頻率為60～120KHz。