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CN106825593A - 可提高3d打印材料流动性的铝合金粉制备方法 - Google Patents

可提高3d打印材料流动性的铝合金粉制备方法 Download PDF

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CN106825593A
CN106825593A CN201611208214.3A CN201611208214A CN106825593A CN 106825593 A CN106825593 A CN 106825593A CN 201611208214 A CN201611208214 A CN 201611208214A CN 106825593 A CN106825593 A CN 106825593A
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CN
China
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alloy powder
printing
nitrogen
oxygen
mixed gas
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Pending
Application number
CN201611208214.3A
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English (en)
Inventor
盛洪超
薛高健
邓斌
岳巍
姜勇
梁廷禹
杨海峰
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Nantong Jinyuan Intelligent Technology Co Ltd
Original Assignee
Nantong Jinyuan Intelligent Technology Co Ltd
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Publication date
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Publication of CN106825593A publication Critical patent/CN106825593A/zh
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying

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  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法，是将铝合金原材料熔炼至熔融态，采用氮气和氧气的混合气体下，超声气雾化得到3D打印铝合金粉；其中氮气和氧气的混合气体中，氮气与氧气之间的体积比为90:10‑95:5。本发明提供一种流动性好、不易团聚的可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法。

Description

可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，涉及一种3D打印铝合金粉制备方法，尤其涉及一种可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法。
背景技术
3D打印是一种快速成型技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、航空航天、汽车、牙科、医疗产业等等领域都有所应用，其中航空航天等军事领域相关金属3D打印为国内关注的热点，也是本发明所针对而行的。
3D打印为一种快速增材技术，原材料利用率高达99％以上，并且能够对破损零部件进行修复，同时其精度非常高，这往往是人力操作所达不到的。在金属3D打印过程中，多采用的是SLS选区烧结，但是铝合金粉末重量轻、流动性十分差，很容易团聚，加上3D打印用的铝合金粉末的粒度较细，在第一层铺粉时，会发生粉末团聚、铺粉很不均匀的现象，导致铝合金粉末无法很好地吸附在基板上，这对后续打印会造成很大的影响，底部烧结不好，后续烧结过程中，可能由于热应力过大，导致零部件下端断裂、弯曲，从而造成设备刮刀等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的缺陷，提供一种流动性好、不易团聚的可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法，是将铝合金原材料熔炼至熔融态，采用氮气和氧气的混合气体下，超声气雾化得到3D打印铝合金粉；其中氮气和氧气的混合气体中，氮气与氧气之间的体积比为90:10-95:5。
所述的可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法中，优选包括以下步骤：
A、将铝合金原材料加热熔炼至熔融态；
B、对熔融态的铝合金原材料进行超声气雾化，并通入氮气和氧气混合制成混合气体保护，制得3D打印铝合金粉；
其中，超声气雾化中，通入混合气体的通气压强为2-3Mpa。
所述的可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法中，优选所述氮气与氧气之间的体积比为95:5。
本发明针对3D打印领域内的铝合金粉末重量轻、流动性差、易团聚的问题，在利用超声气雾化法制取铝合金粉末时，通入氮气和氧气的混合气体，能够在雾化过程中，通过氧气高温氧化的作用，在制得的铝合金粉末微粒表面产生一层氧化膜，减少粉末微粒之间结合力，提高其流动性，便于3D打印前的铺粉，提高打印的表面质量和结合强度。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明本发明的具体实施方式。
一种可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法，是将铝合金原材料熔炼至熔融态，采用氮气和氧气的混合气体下，超声气雾化得到3D打印铝合金粉；其中氮气和氧气的混合气体中，氮气与氧气之间的体积比为90:10-95:5。
所述的可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法，优选包括以下步骤：
A、将铝合金原材料加热熔炼至熔融态；
B、对熔融态的铝合金原材料进行超声气雾化，并通入氮气和氧气混合制成混合气体保护，制得3D打印铝合金粉；
其中，超声气雾化中，通入混合气体的通气压强为2-3Mpa。
所述的可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法找，优选所述氮气与氧气之间的体积比为95:5。
以下通过具体实施例详述本发明：
实施例1，
一种可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法，包括以下步骤：
A、将铝合金原材料加入超声气雾化制粉设备中，首先加热铝合金原材料进行熔炼至熔融态；超声雾化制粉设备是现有技术，在此不再赘述。
B、对熔融态的铝合金原材料进行超声气雾化，并通入氮气和氧气混合制成混合气体保护，其中氮气与氧气之间的体积比为95:5，通入混合气体的通气压强为5Mpa，制得3D打印铝合金粉。3D打印铝合金粉粒径为21～50微米。
实施例2，
一种可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法，包括以下步骤：
A、将铝合金原材料加入超声气雾化制粉设备中，首先加热铝合金原材料进行熔炼至熔融态；
B、对熔融态的铝合金原材料进行超声气雾化，并通入氮气和氧气混合制成混合气体保护，其中氮气与氧气之间的体积比为90:10，通入混合气体的通气压强为4Mpa，制得3D打印铝合金粉。3D打印铝合金粉粒径为15～40微米。
实施例3，
一种可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法，包括以下步骤：
A、将铝合金原材料加入超声气雾化制粉设备中，首先加热铝合金原材料进行熔炼至熔融态；
B、对熔融态的铝合金原材料进行超声气雾化，并通入氮气和氧气混合制成混合气体保护，其中氮气与氧气之间的体积比为93:7，通入混合气体的通气压强为7Mpa，制得3D打印铝合金粉。3D打印铝合金粉粒径为20～48微米。
实施例4，
一种可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法，包括以下步骤：
A、将铝合金原材料加入超声气雾化制粉设备中，首先加热铝合金原材料进行熔炼至熔融态；
B、对熔融态的铝合金原材料进行超声气雾化，并通入氮气和氧气混合制成混合气体保护，其中氮气与氧气之间的体积比为94:6，通入混合气体的通气压强为7Mpa，制得3D打印铝合金粉。3D打印铝合金粉粒径为25～53微米。
流动性测试：包括以下步骤：
1)通过电子称称量10g上述实施例1-4制成的成品铝合金粉末和40g渗碳钢粉末，并进行充分混合；
2)利用霍尔流速计，测出混合粉末的流速，并作记录；
3)重复2)、3)步骤两次，求出三次测量数据的平均值；
4)通过电子称称量10g现有技术超声雾化制粉的粒径跟本发明实施例相同或近似的铝合金粉末和40g的渗碳钢粉末，并进行充分混合；
5)利用霍尔流速计，测出粉末的流速，并做记录；
6)重复5)、6)步骤两次，求出三次测量数据的平均值；
7)比较两种方案所测平均值。结果如下表
原料粒径 流速
实施例1 21～50微米 25.783s
对比例1 20～51微米 27.665s
实施例2 15～40微米 26.349s
对比例2 17～43微米 27.587s
实施例3 20～48微米 26.012s
对比例3 19～45微米 27.124s
实施例4 25～53微米 25.125s
对比例4 25～53微米 26.887s
通过以上数据可以看出：本发明得到的3D打印铝合金粉，通过霍尔流量计的时间小于现有铝合金粉的通过时间，从而得出本发明的制备方法可以直接有效的提高了3D打印铝合金粉流动性。

Claims (3)

1.一种可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法，其特征在于，是将铝合金原材料熔炼至熔融态，采用氮气和氧气的混合气体下，超声气雾化得到3D打印铝合金粉；其中氮气和氧气的混合气体中，氮气与氧气之间的体积比为90:10-95:5。
2.根据权利要求1所述的可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将铝合金原材料加热熔炼至熔融态；
B、对熔融态的铝合金原材料进行超声气雾化，并通入氮气和氧气混合制成混合气体保护，制得3D打印铝合金粉；
其中，超声气雾化中，通入混合气体的通气压强为2-3Mpa。
3.根据权利要求1或2所述的可提高3D打印材料流动性的铝合金粉制备方法，其特征在于，所述氮气与氧气之间的体积比为95:5。
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