一种3D打印用高温合金粉末的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106363187A(43)申请公布日2017.02.01(21)申请号201610854781.X(22)申请日2016.09.27(71)申请人中航迈特粉冶科技（北京）有限公司地址065500河北省廊坊市固安县工业园区南区兴旺中街(72)发明人张飞高正江高鑫马腾李建群刘敬轩(74)专利代理机构北京华谊知识产权代理有限公司11207代理人王普玉(51)Int.Cl.B22F9/08(2006.01)B33Y40/00(2015.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种3D打印用高温合金粉末的制备方法(57)摘要一种3D打印用高温合金粉末的制备方法，属于3D打印/增材制造技术领域。具体步骤为：原材料处理后进行装料与夹紧，然后对熔炼室和雾化炉进行预抽真空处理，真空度达到10‐4Pa～10‐3Pa，向熔炼室和雾化炉内充入高纯氩气，熔炼室内气体压力为0.45～0.50MPa；打开插板阀并开启送料机构，对棒料进行加热，温度为1450～1600℃；采用超音速紧耦合气雾化喷嘴对金属熔滴或液流进行雾化，最后进行筛分。优点在于，可有效降熔炼及雾化过程中的杂质引入，保证了粉末氧含量控制在200ppm以下；更换棒料后可进行连续化生产，粉末粒度均匀、球形度高、流动性好。CN106363187ACN106363187A权利要求书1/1页1.一种3D打印用高温合金粉末的制备方法，其特征在于，具体步骤及参数如下：1)原材料处理：选取对应牌号的高温合金棒材进行车削加工，光洁表面，并将一端加工成角度范围为60°～120°的锥角；2)装料与夹紧：通过夹持机构将棒料固定到进料机构下端，进料机构使棒料同时产生轴向直线进给和旋转运动；3)熔炼、雾化气氛准备：对熔炼室和雾化炉进行预抽真空处理，真空度达到10‐4Pa～10‐3Pa，检测设备漏气率小于1pa/min时，向熔炼室和雾化炉内充入高纯氩气作为保护气体，避免配料在熔炼过程中及粉末在雾化过程中的氧化；4)熔炼：打开插板阀并开启送料机构，送料机构进行动作，棒料运动到距感应线圈10～15mm高度时，开启中频感应线圈电源，对棒料进行加热，熔炼温度为1450～1600℃，棒料熔化后在顶部锥尖处汇成液滴或稳定液流；5)雾化：以高纯氩气作为雾化介质，采用超音速紧耦合气雾化喷嘴对金属熔滴或液流进行雾化，雾化压力控制在0.5～10MPa，雾化开始同时向熔炼室内补充高纯氩气，保持熔炼室压力大于雾化室压力，压差范围为0.005～0.01MPa，防止熔炼室和雾化炉之间压差过大形成空心粉；6)筛分：粉末冷却到100℃以下时，在高纯氩气气氛下筛分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)中所述熔炼室内气体压力为0.45～0.50MPa。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)所述的雾化过程中采用高压风机排出雾化炉内气体，风机功率为25～30Kw。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤6)所述的筛分按15～53μm和53～150μm粒径等级的粉末进行惰性气体保护封装。2CN106363187A说明书1/3页一种3D打印用高温合金粉末的制备方法技术领域[0001]本发明属于3D打印/增材制造技术领域，特别涉及一种3D打印用高温合金粉末的制备方法。尤其涉及一种3D打印用微细高纯高温合金粉末的制备方法。背景技术[0002]高温合金是以铁、镍、钴为基添加一些合金元素制备的能在600℃以上高温工作并能承受一定应力的金属材料。由于其具有较高的高温强度、良好的抗氧化性和抗热腐蚀性能和良好的疲劳性能等优点，一直被广泛应用于航空航天器以及航空火箭发动机耐热零部件的制造。但由于高温合金密度较大，而当今航空航天领域对飞行器整体的减重要求严格，这对高温合金传统的加工工艺及成形方法提出了挑战。“3D打印”又称“增材制造”，由于其相对于传统制造方法具有“柔性制造”和“节省原材料”的先天优势，近年来在全球航空航天及军工制造业掀起热潮。应用3D打印技术可制造出尺寸精度接近成品的高性能高温合金毛坯件，只需要少量的机械加工就能满足尺寸精度要求。此工艺不需要模具，从而提高了材料利用率并大大降低制造成本。另外3D打印一体化成型方法也将拓宽飞行器设计师的思路，引发制造业的巨大变革，从而引发了全球航空航天企业界的广泛关注。[0003]高温合金粉末是当前3D打印高温合金零部件的主要原料，其生产方法决定了粉末的性能用途。3D打印工艺要求高温合金粉末粒度细小、流动性好、杂质元素和氧含量低、粉末球形度高，目前市场上的普通高温合金粉末难于满足工业生产要求。目前，高温合金粉末的生产方法主要雾化法、等离子旋转电极法等。雾化法主要包括法是是利用气流撞击熔融金属液流，将高速气体的动