[發明專利]一種氫氣推舟高溫燒結回收高溫合金粉末的方法

在審

• 申請號: 202111493921.2
• 申請日: 2021-12-08
• 公開（公告）號: CN114309607A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 彭凌劍;陳蘇禮;周東坡
• 申請（專利權）人: 江蘇應用元素科技有限公司
• 主分類號: B22F3/10
• 分類號: B22F3/10;B22F3/02;C22C19/07;B33Y70/00
• 代理公司: 鹽城匯聰知識產權代理事務所(普通合伙) 32581
• 代理人: 楊勇

本發明提供一種氫氣推舟高溫燒結回收高溫合金粉末的方法，將需要回收的粒度外球形高溫合金粉末依次放入推舟中，將粉末在舟內推平，粉末上面壓上該合金粉末同成分的壓塊。然后啟動氫氣推舟爐。啟動加熱系統，溫度從進舟到出舟溫度依次升高。然后將帶料推舟從氫氣還原爐低溫區的入口推入，最后從氫氣還原爐另一端出口出舟。本發明的優點在于：不需要任何添加劑或者粘接劑、對需要回收的粉末粒度沒有任何限制，直接一次燒結成型，且不增加氮氮含量，根據粉末牌號不同氧氮含量還會不同程度降低。連續推舟且只需要燒結致密即可，推舟時間短暫、成本低廉。

技術領域

本發明涉及高溫合金3D打印粒度外球形粉末回收技術領域，特別涉及一種氫氣推舟高溫燒結回收高溫合金粉末的方法。

背景技術

當前國內高溫合金3D打印主要采用高能激光成型(采用電子束成型工藝較少)，根據原料球形粉末供給方式，分為送粉和鋪粉兩種工藝：鋪粉工藝通常用的是15-53μm的粉末，送粉的通常用53-105微米的粉末。

對于鋪粉工藝，小于15μm和大于53μm的都不適合3D打印用，因為太細了(小于15μm)流動性差，太粗了(大于53μm)因為激光光斑直徑小難以覆蓋，導致產品精度和表面粗糙度差。送粉工藝激光能量大一些，激光光板直徑也大，所以能用到53-105μm粒度的粉末。鋪粉可以做到層厚0.02mm，打印件精度高，尤其對于有內流道的零件，可以實現極其復雜工件的打印，但效率不高。送粉成型效率高，但是因為粉末粒度大、產品表面粗糙，不能做過于復雜的件，一般用于大結構件。

因此，當前國內高溫合金3D打印主要采用鋪粉工藝，常規制粉方式產生的小于15μm和大于53μm的粒度外球形粉末占到了總量的50％以上，這些粒度外球形粉末因上述原因不能用于鋪粉工藝，只能回收重熔，因此業內相關企業都在積極探索高溫合金粒度外粉末的回收方法。

高溫合金由于元素多且氧氮要求極高，通常需要真空熔煉。真空熔煉則需要粉末成型且不松散、不飄散才能順利進行。常規粉末壓制成型工藝遇到的問題主要是高溫合金球形粉末硬度太高，球形的彈性后效大難以常溫下液壓成型。其它工藝如有機物粘接成型容易引入雜質或者如高溫壓制成本太高。國內專利201910810891.X提供了一種較理想的解決方案，通過選擇適當粒度和配比的高溫合金基體元素的純金屬粉末，摻入到高溫合金粉末的廢料中去，混合均勻后模壓成型，不引入雜質，室溫下可以成型，獲得了良好的效果。

但是該專利仍然需要添加粉末狀的基體純金屬，對于有些硬度極高的高溫合金球形粉末的回收，需要添加的基體純金屬粉末達到了15％以上，而純金屬粉末的價格比基體純金屬要高10％以上，而且不可避免的氧氮含量比塊狀純金屬的更高。另外當粒度小于15μm的超細粉比例大于30％時候，需要摻入更多的基體純金屬粉末才能起到很好壓制效果。因此還需要開發更加簡單易行且成本低廉的回收方法。

發明內容

針對上述問題，本發明專利提供一種氫氣推舟高溫燒結回收高溫合金粉末的方法，不需要添加任何粘接劑，通過氫氣保護下推舟高溫合金粒度外粉末高溫下燒結成塊，從而實現通用的高強粉末成型工藝，且不增氧氮等氣體雜質，為后續重熔做好充分準備，氫氣保護下還原產物是水，沒有環境污染問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種氫氣推舟高溫燒結回收高溫合金粉末的方法，包括以下步驟：

S10、將需要回收的粒度外球形高溫合金粉末依次放入推舟中并推平；

S20、采用與粒度外球形高溫合金粉末成分相同的壓塊蓋壓在經步驟S10推平的粒度外球形高溫合金粉末上；

S30、采用氫氣將推舟爐內的空氣排凈，隨后點燃推舟爐兩端的氫氣；

S40、啟動推舟爐的加熱系統，并控制推舟爐內地溫度沿推舟的推送方向逐漸升高；