一种制备增材制造用金属球形粉末的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及粉末冶金制粉技术领域，尤其涉及一种制备增材制造用金属球形粉末的方法。
【背景技术】
[0002]近年来的“3D打印”等增材制造方法备受人们关注，它无需通过锻造、车铣刨磨等工序便可直接生产出金属制品，大大降低了能耗，节约了材料。而金属注射成形方法、选择性激光熔化方法和选择性激光烧结方法都属于增材制造，适宜于形状复杂的粉末冶金小零件的生产。这些方法对金属粉末的形貌、粒度分布、氧含量等均有较高的要求，而气雾化方法生产的金属粉末能够满足这些要求。
[0003]随着新材料、新工艺、新技术的进步，金属注射成型、激光快速成型等新应用一定会在人们的生活中扮演越来越重要的角色。而传统方法制备的粉末球形度不高，氧含量过高，难以满足增材制造的要求，产品品种少，成为增材制造产业发展的瓶颈。开发一种采用气雾化制备增材制造用微细金属球形粉末的方法显得十分重要。
【发明内容】
[0004]本申请实施例通过提供一种制备增材制造用金属球形粉末的方法，解决了现有技术中制备的增材制造用金属球形粉末，存在球形度不高、氧含量过高的技术效果。
[0005]本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案:
[0006]一种制备增材制造用金属球形粉末的方法，包括:
[0007]按照所述金属球形粉末所需成分进行配料；
[0008]将配好的料置于熔炼炉中；
[0009]将所述熔炼炉抽真空到预设真空度时进行熔炼，并在熔炼过程中充入氮气保护，获得金属溶液；
[0010]将所述金属溶液升温至熔点以上预设过热度，并在高压雾化介质作用下，对所述金属溶液进行雾化，获得雾化粉末；
[0011]对所述雾化粉末进行冷却，获得所述金属球形粉末。
[0012]优选地，在所述对所述雾化粉末进行冷却，获得所述金属球形粉末之后，还包括:
[0013]收集并筛分所述金属球形粉末；
[0014]对筛分后的所述金属球形粉末进行包装。
[0015]优选地，所述对筛分后的所述金属球形粉末进行包装，包括:
[0016]对筛分后的所述金属球形粉末进行真空包装。
[0017]优选地，所述对所述金属溶液进行雾化，包括:
[0018]采用限制式雾化方法，对所述金属溶液进行雾化；或
[0019]采用自由式雾化方法，对所述金属溶液进行雾化。
[0020]优选地，所述高压雾化介质，具体为:
[0021]压力为I?1MPa的氮气；或
[0022]压力为I?1MPa的氩气。
[0023]优选地，所述预设过热度具体为100?300°C。
[0024]优选地，所述预设真空度具体为100?10_3Pa。
[0025]本申请实施例中提供技术方案，至少具有如下技术效果或优点:
[0026]在本申请实施例中，公开了一种制备增材制造用金属球形粉末的方法，包括:按照所述金属球形粉末所需成分进行配料；将配好的料置于熔炼炉中；将所述熔炼炉抽真空到预设真空度时进行熔炼，并在熔炼过程中充入氮气保护，获得金属溶液；将所述金属溶液升温至熔点以上预设过热度，并在高压雾化介质作用下，对所述金属溶液进行雾化，获得雾化粉末；对所述雾化粉末进行冷却，获得所述金属球形粉末。
[0027]采用本实施例中的方法所制备的增材制造用金属球形粉末，具有球形度高、氧含量低的优点，适用于粉末冶金压制成型、选择性激光熔化成型、选择性激光烧结成型、金属注射成型、金属软磁功能材料等领域。
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1本申请实施例中制备增材制造用金属球形粉末的方法的流程图；
[0030]图2为采用本实施例中的制备增材制造用金属球形粉末的方法所制备的增材制造用金属球形粉末的电子图像；
[0031]图3为本申请实施例中制备增材制造用金属球形粉末的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]本申请实施例通过提供一种制备增材制造用金属球形粉末的方法，解决了现有技术中制备的金属球形粉末球形度不高，氧含量过高的技术效果。
[0033]本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下:
[0034]一种制备增材制造用金属球形粉末的方法，包括:按照所述金属球形粉末所需成分进行配料；将配好的料置于熔炼炉中；将所述熔炼炉抽真空到预设真空度时进行熔炼，并在熔炼过程中充入氮气保护，获得金属溶液；将所述金属溶液升温至熔点以上预设过热度，并在高压雾化介质作用下，对所述金属溶液进行雾化，获得雾化粉末；对所述雾化粉末进行冷却，获得所述金属球形粉末。
[0035]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0036]实施例一
[0037]本实施例提供了一种制备增材制造用金属球形粉末的方法，如图1所示，包括:
[0038]步骤SlOl:按照金属球形粉末所需成分进行配料；
[0039]步骤S102:将配好的料置于熔炼炉中；
[0040]步骤S103:将熔炼炉抽真空到预设真空度时进行熔炼，并在熔炼过程中充入氮气保护，获得金属溶液；
[0041]步骤S104:将金属溶液升温至熔点以上预设过热度，并在高压雾化介质作用下，对金属溶液进行雾化，获得雾化粉末；
[0042]步骤S105:对雾化粉末进行冷却，获得金属球形粉末。
[0043]进一步，在步骤S105之后，还包括:
[0044]步骤S106:收集并筛分金属球形粉末(例如:采用超声旋振筛或气流分级机进行筛分，具体为按粒度大小进行筛分)；
[0045]步骤S107:对筛分后的金属球形粉末进行包装(例如:对筛分后的金属球形粉末进行真空包装)。
[0046]进一步，所述对金属溶液进行雾化，包括:采用限制式雾化方法或自由式雾化方法，对金属溶液进行雾化。
[0047]进一步，所述高压雾化介质，具体为:压力为I?1MPa的氮气，或压力为I?1MPa的氩气。
[0048]进一步，所述预设过热度具体为100?300°C。
[0049]进一步，所述预设真空度具体为100?l(T3Pa。
[0050]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体例子对上述技术方案进行详细的说明。
[0051]【例一】采用型号为316L的不锈钢锭作为熔炼原料，主要成分的质量分数为Cr:18% ；Ni:12% ；Mo:2.5% ;余量为Fe。加热采用中频感应加热炉，温度为1500°C。雾化介质采用氮气，压力为5MPa，中间包加热温度为1100°C。雾化过程抽真空，真空度达到0.1Pa时，充入氮气保护。雾化完成后，冷却至室温并收集筛分(例如:采用超声旋振筛或气流分级机进行筛分，具体为按粒度大小进行筛分)，采用真空包装。
[0052]如图2所示，图2为本例中所得气雾化316L不锈钢粉电子图像，可以看出此方法所得粉末颗粒球形度较高。
[0053]【例二】采用型号为402L的不锈钢锭作为熔炼原料，主要成分的质量分数为Cr:18%;N1:12%;余量为Fe。加热采用中频感应加热炉，温度为1500°C。雾化介质采用氮气，压力为5MPa，中间包加热温度为1100°C。雾化过程抽真空，真空度达到IPa时，充入氮气保护。雾化完成后，冷却至室温并收集筛分，采用真空包装。
[0054]【例三】采用型号为17-4PH的不锈钢锭作为熔炼原料，主要成分的质量分数为Cr:17% ；Ni:4% ；Cu:4% ；Nb:<1% ;余量为Fe。加热采用中频感应加热炉，温度为1500°C。雾化介质采用氮气，压力为5MPa，中间包加热温度为1100°C。雾化过