一种增材制造用铝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CN106392089A(43)申请公布日2017.02.15(21)申请号201610854423.9(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)发明人高鑫张鹏高正江马腾张飞郎云芳刘敬轩(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)B33Y70/00(2015.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种增材制造用铝合金粉末的制备方法(57)摘要一种增材制造用铝合金粉末的制备方法，属于3D打印增材制造技术领域。包括原材料去杂质处理；坩埚中加石墨棒烘烤，温度300～500℃；熔炼室和雾化室抽真空处理，真空度达1×10-4～1×10-2Pa；保温锅及中间包加热；通过带有负压引流作用的喷嘴用0.5～6MPa的高压、高纯氩气将垂直下落的金属液流破碎成细小液滴，经过冷却和球化凝固形成粉末，采用5～30kw高压风机；温度低于50℃后，在高纯氩气气氛下筛分。优点在于，适合工厂化生产，满足国内对高性能航空铝合金粉末材料的迫切需求，有效节约制造成本。CN106392089ACN106392089A权利要求书1/1页1.一种增材制造用铝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：去除杂质，将铝合金棒、板材或铸锭原材料去除表面氧化铁皮、夹杂、沙眼的缺陷，检测原材料的纯度，其化学成分符合GB/T1173-2013和GB/T3190-2008，检测铝合金的氧含量≤50ppm；2)打坩埚：中频感应线圈底部装耐热板，用高温胶带包裹线圈做内衬，放入坩埚，用烘干的20～200目中性砂填充坩埚与线圈之间的缝隙，保证缝隙必须逐层填充捣实，中性砂上部用高温石棉密封，然后用玻璃水混上氧化铝或氧化锆粉密封，坩埚中加入石墨棒进行烘烤坩埚，烘烤温度控制在300～500℃；3)抽真空：对熔炼室和雾化室进行预抽真空处理，真空度达到1×10-4～1×10-2Pa，检测设备漏气率，漏气率控制在0.005Pa/s以下，合格后，熔炼室和雾化室内充入高纯氩气作为保护气体，熔炼室内气体压力为0～0.50MPa，避免配料在熔炼过程中及粉末在雾化过程中的氧化；4)保温锅及中间包加热：开启直流加热电源，调节电源功率，使保温锅加热到合金熔点温度以上100～250℃，之后开启中频感应电源，当合金的溶液达到合金熔点温度以上30～200℃，开始浇注金属铝合金液；5)气体雾化：通过带有负压引流作用的喷嘴，用0.5～6MPa的高压、高纯氩气将垂直下落的金属液流破碎成细小液滴，液滴经过冷却和球化凝固形成粉末，雾化过程中采用5～30kw高压风机，排出雾化室气体；排气同时向熔炼室内补充高纯氩气，补气压力控制在0～0.01MPa，保证熔炼室与雾化室之间的压力差保持在0.001～0.1MPa，防止压差过大形成空心粉；6)筛分：粉末经冷却，温度低于50℃后，在高纯氩气气氛下筛分，不同粒径等级的粉末进行惰性气体保护封装。2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤1)中所述的原料去除杂质工序采用车削锯削类冷加工工艺，防止热加工形成氧化层，将氧元素带入合金液中。3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤2)中所述的坩埚为石墨坩埚，防止熔炼过程中，合金溶液与坩埚材质发生反应。4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤3)及步骤6)中所述的高纯氩气纯度为99.999wt％，其中氧含量小于0.001wt％，同时管道进入炉体前加装过滤器，防止颗粒夹杂物进入粉体。5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤5)中所述的带有负压引流作用的喷嘴采用切向进气，双层气室结构，拉瓦尔环缝式紧耦合喷嘴，从而保证雾化气体出口速度达到200～900m/s。6.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤6)中所述的筛分过程为机械筛分、旋风筛分和离心筛分相结合的方式，从而可以去除坩埚等耗材引入的非金属夹杂物。7.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，步骤6)中所述的粉末为微细铝合金粉末，粒径在0～53μm，氧含量控制在200ppm以下，粉末球形度大于0.95。8.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，本方法适用于铝合金牌号ISO3522-2007、GB/T1173-2013和GB/T3190-2008全部产品牌号，主要材质为纯铝、Al-Si系、Al-Cu系、Al-Mg系或Al-Zn系等铝合金。2CN106392089A说明书1/4页一种增材制造用铝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