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CN108465823A - 一种增材制造用金属粉末的制备装置 - Google Patents

一种增材制造用金属粉末的制备装置 Download PDF

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CN108465823A
CN108465823A CN201810534219.8A CN201810534219A CN108465823A CN 108465823 A CN108465823 A CN 108465823A CN 201810534219 A CN201810534219 A CN 201810534219A CN 108465823 A CN108465823 A CN 108465823A
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CN
China
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melting furnace
insulating
metal
metal powder
metal material
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Pending
Application number
CN201810534219.8A
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English (en)
Inventor
刘平
崔良
张腾辉
史金光
张天宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Asia General Soldering & Brazing Material Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Asia General Soldering & Brazing Material Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

本发明涉及一种增材制造用金属粉末的制备装置，其特征在于：包括熔化炉、加热装置、感应线圈、汇集装置、隔热保温层和收集装置；使用本发明装置制备的金属粉末，具有球形度好、氧含量低、流动性好等优点，满足增材制造对金属粉末的技术要求。

Description

一种增材制造用金属粉末的制备装置
技术领域
本发明属于金属材料制造领域，特别涉及了一种增材制造用金属粉末的制备装置。
背景技术
金属增材制造被誉为3D打印行业皇冠上的明珠，能进行直接零件制造，是对传统制造模式的颠覆，金属增材制造主要包括激光选区烧结、激光选区熔化、电子束选区熔化、激光立体成形等几种成形技术，涉及机械、电子、材料、软件、控制等学科。
金属增材制造的成形材料主要是预合金粉末，并对金属粉末的质量要求较高。目前应用较多的材料有不锈钢粉末，钴铬钼合金粉末，镍基合金粉末，铝合金粉末，钛合金粉末。切丝法或打孔重熔法对于塑性加工不好的材料比较困难；均一液滴成型法在生产过程中金属射流容易受到环境的影响，且在生产过程中无法进行实时调整和控制。真空熔炼惰性气体雾化技术是制备优质金属和合金粉末的较好方法，但传统的气体雾化设备制备的增材制造用金属粉末，必须通过多次筛分及检测才能得到能够满足使用要求的颗粒。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种解决或部分解决上述问题的Fe2O3@SiO2～APTS纳米磁珠制备和表征方法。
为达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为：一种增材制造用金属粉末的制备装置，其特征在于：包括隔热保温层、熔化炉、加热装置、感应线圈、汇集装置和收集装置；
熔化炉位于隔热保温层的内部，熔化炉外围安装有加热装置；
熔化炉上部的熔化炉入口伸出到隔热保温层之外；
熔化炉下部安装有射流出口；射流出口直径范围在0.02～0.05mm之间；
汇集装置位于隔热保温层与熔化炉构成的腔体的中部，汇集装置的外围安装有感应线圈；
收集装置位于底部的隔热保温层上；
隔热保温层一侧的上部开有进气口，另一侧的下部开有出气口；
一种增材制造用金属粉末的制备装置的使用方法,包括以下步骤：
S1、装料：将带有小孔的射流出口固定于熔化炉底部，在熔化炉中加入需要制备的金属材料；
S2、防氧化：在隔热保温层围成的空腔中充入氮气，使得隔热保温层与熔化炉构成的腔体压力保持在1.02atm；
S3、加热：利用加热装置熔化熔化炉内的金属材料，并用热电偶实时监测熔化炉内的温度，待金属材料完全熔化后保温15～20分钟；
金属材料按照质量百分比，由以下组分组成：Mn0.05～0.15、Mg0.8～1.2、 Cr0.05～0.35、Zn0.05～0.25、Ti0.01～0.15、Si0.2～0.5，其余为Fe，以上组分质量百分比之和为100％；
加热温度利用公式(1)进行计算：
其中，T指加热温度，单位为℃，取值为(0，50)之间的有理数；x为金属材料中Fe所占的质量百分比；y为金属材料中Mn所占的质量百分比；t为加热的时间，单位为s，取正数；
S4、制备粉末：通过熔化炉入口向熔化炉中通入氮气，使熔化炉与隔热保温层之间达到稳定差压0～200kPa；
将调制交流电信号施加给感应线圈；调制交流电信号对熔化炉的透入深度可通过公式(2)计算：
其中，L为调制交流电信号对熔化炉的透入深度，I为交流电信号的电流，μ为感应线圈的相对磁导率，f为调制频率；
在稳定差压的作用下，熔化的金属从射流出口中流出并形成射流，射流在感应线圈对其施加的电磁力作用下断裂成均一金属微团；
交流电信号的电流的取值为20～60A，载波频率为2～20MHz，调制频率为 100～10000Hz，占空比为70％；
S5、粉末收集：用收集装置收集步骤S4所得的金属粉末。
本发明的有益成果为：本发明提供了一种增材制造用金属粉末的制备装置，与现有技术相比，制备过程简单，使用本发明装置制备的的金属粉末，具有球形度好、氧含量低、流动性好等优点，满足增材制造对金属粉末的技术要求。
附图说明
附图1为本发明一种增材制造用金属粉末的制备装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行详细的说明。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，能实现同样功能的产品属于等同替换和改进，均包含在本发明的保护范围之内。具体方法如下：
实施例1：为达到上述技术方案的效果，本发明的技术方案为：一种增材制造用金属粉末的制备装置，其特征在于：包括隔热保温层、熔化炉、加热装置、感应线圈、汇集装置和收集装置；
熔化炉位于隔热保温层的内部，熔化炉外围安装有加热装置；熔化炉上部的熔化炉入口伸出到隔热保温层之外；熔化炉下部安装有射流出口；射流出口直径范围在0.02～0.05mm之间；汇集装置位于隔热保温层与熔化炉构成的腔体的中部，汇集装置的外围安装有感应线圈；收集装置位于底部的隔热保温层上；隔热保温层一侧的上部开有进气口，另一侧的下部开有出气口；一种增材制造用金属粉末的制备装置的使用方法,包括以下步骤：
S1、装料：将带有小孔的射流出口固定于熔化炉底部，在熔化炉中加入需要制备的金属材料；
S2、防氧化：在隔热保温层围成的空腔中充入氮气；
S3、加热：利用加热装置熔化熔化炉内的金属材料，并用热电偶实时监测熔化炉内的温度，待金属材料完全熔化后保温15～20分钟；金属材料按照质量百分比，由以下组分组成：Mn0.05～0.15、Mg0.8～1.2、Cr0.05～0.35、Zn0.05～0.25、 Ti0.01～0.15、Si0.2～0.5，其余为Fe，以上组分质量百分比之和为100％；
S4、制备粉末：通过熔化炉入口向熔化炉中通入氮气，使熔化炉与隔热保温层之间达到稳定差压0～200kPa；在稳定差压的作用下，熔化的金属从射流出口中流出并形成射流，射流在感应线圈对其施加的电磁力作用下断裂成均一金属微团；交流电信号的电流的取值为20～60A，载波频率为2～20MHz，调制频率为100～ 10000Hz，占空比为70％；
S5、粉末收集：用收集装置收集步骤S4所得的金属粉末。
将金属材料制成直径75mm、长度为600～800mm的圆棒，棒头加工成圆锥形，锥角35度，设置棒料进给速度为0.1mm/s；
利用振动筛在惰性气体保护下筛分粒度范围,50～100um金属粉末，经测试分析，金属粉末的氧含量为120ppm，平均粒度为70～90um，成品率60～70％，流动性小于15s/50g。

Claims (1)

1.一种增材制造用金属粉末的制备装置，其特征在于：包括隔热保温层、熔化炉、加热装置、感应线圈、汇集装置和收集装置；
所述熔化炉位于隔热保温层的内部，所述熔化炉外围安装有加热装置；
所述熔化炉上部的熔化炉入口伸出到隔热保温层之外；
所述熔化炉下部安装有射流出口；所述射流出口直径范围在0.02～0.05mm之间；
所述汇集装置位于所述隔热保温层与所述熔化炉构成的腔体的中部，所述汇集装置的外围安装有感应线圈；
所述收集装置位于底部的隔热保温层上；
所述隔热保温层一侧的上部开有进气口，另一侧的下部开有出气口；
所述一种增材制造用金属粉末的制备装置的使用方法,包括以下步骤：
S1、装料：将带有小孔的射流出口固定于所述熔化炉底部，在所述熔化炉中加入需要制备的金属材料；
S2、防氧化：在隔热保温层围成的空腔中充入氮气，使得所述隔热保温层与所述熔化炉构成的腔体压力保持在1.02atm；
S3、加热：利用加热装置熔化熔化炉内的金属材料，并用热电偶实时监测熔化炉内的温度，待金属材料完全熔化后保温15～20分钟；
所述金属材料按照质量百分比，由以下组分组成：Mn0.05～0.15、Mg0.8～1.2、Cr0.05～0.35、Zn0.05～0.25、Ti0.01～0.15、Si0.2～0.5，其余为Fe，以上组分质量百分比之和为100％；
加热温度利用公式(1)进行计算：
其中，T指加热温度，单位为℃，取值为(0，50)之间的有理数；x为所述金属材料中Fe所占的质量百分比；y为所述金属材料中Mn所占的质量百分比；t为加热的时间，单位为s，取正数；
S4、制备粉末：通过熔化炉入口向熔化炉中通入氮气，使熔化炉与隔热保温层之间达到稳定差压0～200kPa；
将调制交流电信号施加给感应线圈；所述调制交流电信号对所述熔化炉的透入深度可通过公式(2)计算：
其中，L为所述调制交流电信号对所述熔化炉的透入深度，I为所述交流电信号的电流，μ为所述感应线圈的相对磁导率，f为调制频率；
在所述稳定差压的作用下，熔化的金属从所述射流出口中流出并形成射流，射流在感应线圈对其施加的电磁力作用下断裂成均一金属微团；
所述交流电信号的电流的取值为20～60A，载波频率为2～20MHz，所述调制频率为100～10000Hz，占空比为70％；
S5、粉末收集：用收集装置收集步骤S4所得的金属粉末。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5283402B2 (ja) * 2008-03-07 2013-09-04 日新製鋼株式会社 耐溶融金属脆化割れ性に優れたＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板
CN104493186A (zh) * 2014-11-26 2015-04-08 大连理工大学 一种均一球形微粒子的制备装置及其制备方法
CN104588673A (zh) * 2015-01-28 2015-05-06 大连理工大学 一种高效制备金属球形超细粉体的装置及方法
CN106435301A (zh) * 2016-11-18 2017-02-22 山东裕航特种合金装备有限公司 新能源客车铝合金车体龙骨架材料的生产方法
CN106676379A (zh) * 2016-12-29 2017-05-17 马鞍山市中桥金属材料有限公司 一种耐腐蚀410不锈钢的制备方法
JP2017145441A (ja) * 2016-02-16 2017-08-24 日新製鋼株式会社 黒色表面被覆高強度鋼板およびその製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5283402B2 (ja) * 2008-03-07 2013-09-04 日新製鋼株式会社 耐溶融金属脆化割れ性に優れたＺｎ−Ａｌ−Ｍｇ系めっき鋼板
CN104493186A (zh) * 2014-11-26 2015-04-08 大连理工大学 一种均一球形微粒子的制备装置及其制备方法
CN104588673A (zh) * 2015-01-28 2015-05-06 大连理工大学 一种高效制备金属球形超细粉体的装置及方法
JP2017145441A (ja) * 2016-02-16 2017-08-24 日新製鋼株式会社 黒色表面被覆高強度鋼板およびその製造方法
CN106435301A (zh) * 2016-11-18 2017-02-22 山东裕航特种合金装备有限公司 新能源客车铝合金车体龙骨架材料的生产方法
CN106676379A (zh) * 2016-12-29 2017-05-17 马鞍山市中桥金属材料有限公司 一种耐腐蚀410不锈钢的制备方法

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