[發明專利]一種增材制造用高球形度低氧含量不銹鋼粉末制備方法

有效

• 申請號: 202111444266.1
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114101694B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 李增峰;談萍;趙少陽;沈壘;殷京歐
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B22F9/14
• 分類號: B22F9/14;B22F1/065;B33Y70/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 魏法祥

本發明公開了一種增材制造用高球形度低氧含量不銹鋼粉末制備方法，包括以下步驟：一、將不銹鋼進行精加工；二、將不銹鋼電極棒裝入等離子旋轉電極霧化制粉設備的動密封中；三、向制粉裝置中通入混合氣體，對不銹鋼電極棒進行霧化制粉；四、將霧化粉末冷卻后進行篩分和封裝，得到不銹鋼球形粉末。本發明通過將經精加工后的不銹鋼電極棒裝入等離子旋轉電極霧化制粉設備進行霧化制粉，實現了高球形度低氧含量不銹鋼粉末的制備，解決了適宜于增材制造用的高球形度、低氧含量、表面純凈的不銹鋼球形粉末，滿足了3D打印不銹鋼件要求的低氧含量和高球形度的流動性、松裝密度和選區熔化的粒度要求，實現了產品質量穩定性的規模化生產，方法簡化可行。

技術領域

本發明屬于粉末冶金技術領域，具體涉及一種增材制造用高球形度低氧含量不銹鋼粉末的制備方法。

背景技術

19世紀初發明不銹鋼以來，不銹鋼就把現代材料的形象和各行業的器件應用進行了一次大的革新，不銹鋼不會產生腐蝕、電蝕、銹蝕或磨損，使結構部件永久地保持工程設計的完整性。隨著電子束或激光3D打印技術的出現，不銹鋼再次引起了人們的廣泛關注和投入；增材制造技術需要具有流動性好的高球形度粉末，而目前用于3D打印的高球形度不銹鋼粉末還未見報道，人們利用現有的水霧化、氣霧化球形不銹鋼粉末，均因純度低、氧含量高、球形度低，粉末表面氧化嚴重并存在大量的缺陷和粘連 (衛星球)，粒度組成復雜、流動性差，難以滿足增材制造的需要。隨著不銹鋼在航空航天、醫療器械、汽車、生活應用等行業的應用快速發展，迫切需要高球形度低氧含量的不銹鋼粉末應用于增材制造技術中。

因此，人們迫切希望獲得一種增材制造用高球形度低氧含量不銹鋼粉末的制備方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種增材制造用高球形度低氧含量不銹鋼粉末的制備方法。該方法將經精加工后的不銹鋼電極棒裝入等離子旋轉電極霧化制粉設備進行霧化制粉，實現了高球形度低氧含量不銹鋼粉末的制備，解決了適宜于增材制造用的高球形度、低氧含量、表面純凈的不銹鋼球形粉末，實現了產品質量穩定性的規?；a，方法簡化可行，制備的不銹鋼球形粉末質量穩定。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種增材制造用高球形度低氧含量不銹鋼粉末的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將不銹鋼進行精加工，得到不銹鋼電極棒；

步驟二、將步驟一中得到的不銹鋼電極棒裝入等離子旋轉電極霧化制粉設備的動密封中，得到制粉裝置；所述制粉裝置中等離子旋轉電極霧化艙內抽真空；

步驟三、向步驟二中制粉裝置的等離子旋轉電極霧化艙內通入混合氣體，然后啟動等離子旋轉電極霧化制粉設備中的等離子槍和旋轉電機，對不銹鋼電極棒進行霧化制粉，得到霧化粉末；

步驟四、將步驟三中得到的霧化粉末冷卻后進行篩分，然后在真空條件下進行封裝，得到不銹鋼球形粉末；所述不銹鋼球形粉末的球形度大于 95％，氧含量低于0.012％。

本發明先將等離子旋轉電極霧化艙內抽真空，然后向等離子旋轉電極霧化制粉設備內通入混合氣體，將等離子旋轉電極霧化制粉設備內的氣氛進行了置換，保證了等離子旋轉電極霧化制粉過程中不受其他氣體的影響；本發明通過動密封將不銹鋼電極棒與旋轉電機進行連接，并且在霧化制粉過程中，進行參數設定、啟動、調試、參數調整，直到正常平穩運行，保證了制備的不銹鋼球形粉末球形度高、表面潔凈，防止了不銹鋼球形粉末顆粒表面粘接更細粉末，降低了粉末氧含量，改善了不銹鋼球形粉末的流動性、松裝密度等粉末性能。

上述的一種增材制造用高球形度低氧含量不銹鋼粉末的制備方法，其特征在于，步驟一中所述精加工的過程為：依次進行前后公母螺紋加工、表面精車、精磨和校直。本發明通過精加工保證了不銹鋼電極棒與動密封更好地配合，同時降低了不銹鋼電極棒的粗糙度，使精加工后的不銹鋼電極棒的輪廓算術平均偏差Ra為0.4，從而使表面更加光滑，降低了調整動密封與電極棒的總壓差難度，提高了高速旋轉的電極棒安全性。