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3D打印用粉末主要制备方法有哪几种?

2021-06-10 11:00:17

球形金属粉末作是金属3D打印Z重要的原材料,是3D打印产业链中Z重要的环节,与3D打印技术的发展息息相关。目前3D打印用金属粉末材料主要集中在钛合金、高温合金、钴铬合金、高强钢和模具钢等方面。因此,研究3D打印金属粉末的制备尤为重要。真空气雾化制粉设备厂家小编整理了当前3D打印用金属粉末的4种制备方法,供大家参考。


棒材感应熔炼气雾化制粉系统(EIGA法)


1. 气雾化技术法


气雾化制粉技术是目前制备球形粉末*普遍的方法,*早起源于20世纪20年代,是采用高速惰性气体直接将熔融金属或者合金液体击碎冷却得到粉末的方法。高速运动的气流和金属液流接触,这个过程既有动量的传递又有热量的交换,气流既提供破碎的能量又是冷却的介质,整体连续的液体流受到气体流的冲击,在剪应力的作用下分散破碎为尺寸不一样的液滴。


过程如下:首先将母合金置于真空感应炉熔炼至熔融状态,熔融态的合金液流流入雾化喷嘴被高速气流击碎形成细小的液滴,液滴在雾化室飞行过程天博在线速冷却凝固为粉末颗粒,粉末颗粒*终被粉末收集系统收集。根据熔炼方式不同,所运用的气雾化技术也会不一样。


2. 等离子旋转电极雾化法


这种技术是通过将高速旋转的棒料端部熔化,金属液滴在离心力作用下飞出并在惰性介质环境中冷却成固态而制备球形金属粉末的方法。这种粉末制备方法*先由美国金属公司开发成功。在等离子枪的作用下,利用大功率熔化超高转速的电极棒,在合金电极棒一端产生约20000°C的高温,以形成10~20µm厚度的金属熔化层,在电极棒超高转速旋转的条件下,金属液滴所受的离心力逐渐克服金属熔化层的黏滞力,在合金棒的径向形成小液滴,就是“冠”。随着“冠”的积累,形成“露头”,*终在大尺寸的雾化室内通过自由落体和低温氦气的冷却而形成近似球状的金属粉末颗粒脱离合金棒。


流程包括:等离子旋转电极制粉----筛分(在真空或者惰性气体保护条件下,将粉末按照粒度分级)-----包装。


3. 等离子熔丝雾化法


等离子熔丝雾化技术是利用等离子热源制备球形粉末的技术,由加拿大的公司在1995年发明。等离子雾化技术原理是将金属及其合金、陶瓷材料以丝材、棒料或液流的方式进入汇聚的等离子射流中心,在超音速等离子射流撞击下发生雾化,随后冷却凝固形成球形粉末。伴随着等离子枪技术的发展,等离子射流获得了更高的速度,雾化粉末的中位径由*初的100-300μm降低为30-60μm,使之适合于激光和电子束增材制造工艺。


过程如下:首先将丝材校直后送入三束汇聚的等离子射流中心,在高焓的等离子射流加热条件下,丝材端部发生熔化,熔融液体在汇聚的超音速等离子射流撞击下发生雾化,破碎液滴在表面张力作用下发生球化,随后在飞出等离子射流后冷却凝固形成高球形粉末。三个非转移弧等离子枪按照与垂直方向成30°均匀排列,*后形成粉末。


4. 射频等离子球化法


射频等离子球化技术是利用射频等离子体的高温特性把送人到等离子体中的不规则形状粉末颗粒迅速加热熔化,熔融的颗粒在表面张力和极高的温度梯度共同作用下迅速凝固而形成球形粉体。球形粉末具有纯度高、粒径分布均匀、流动性好、空心粉少等优点。


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