一种近净成形用铝合金粉的制备方法技术

技术编号:15368856 阅读:255 留言:0更新日期:2017-05-18 10:59
一种近净成形用铝合金粉的制备方法,包括以下步骤:1)将铝合金棒精加工成直径为40‑80mm、长度为300‑800mm的电极棒;2)将加工后的铝合金电极棒置于惰性气体保护的密闭炉室内,使其高速旋转,采用等离子枪加热电极棒端部使端部熔化,同时在电极棒上施加35‑45kHz的超声震动,熔融金属铝在离心力和超声波双重作用下从电极棒端部被甩出,液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒,落入炉室底部收集器中;3)在惰性气体保护下,对制得的球形铝合金粉进行筛分处理,得到所需粒度的球形铝合金粉;通过该方法批量制备出颗粒尺寸均匀、高球形度、无空心粉的球形铝合金粉,能满足航空航天领域的应用需求。

Method for preparing aluminium alloy powder for near net forming

A near net shape preparation method Aluminum Alloy powder, which comprises the following steps: 1) will Aluminum Alloy rod finishing electrode diameter of 40 80mm and a length of 300 bar of 800mm; 2) after finishing the Aluminum Alloy electrode bar is placed in the protection of inert gas sealed furnace chamber, the high speed the rotation of the heating electrode plasma gun rod end to end the melting, while 35 45kHz applied in ultrasonic vibration on the electrode rod, the molten metal aluminum in the dual role of centrifugal force and ultrasonic waves from the electrode rod end is thrown out, drop in an inert gas environment of rapid cooling into spherical particles into the furnace room at the bottom of the collector; 3) under the protection of inert gas, the spherical Aluminum Alloy powder prepared by sieving, spherical Aluminum Alloy powder required size; through the method of batch preparation of uniform particle size, sphericity, no empty The spherical aluminium alloy powder with core powder can meet the application requirements in the aerospace field.

【技术实现步骤摘要】
一种近净成形用铝合金粉的制备方法
本专利技术属于有色金属粉末的制备
,具体涉及一种近净成形用铝合金粉的制备方法。
技术介绍
金属铝具有熔点低、密度小、比强度较高、冷加工及焊接性能良好、无放射性等特点,广泛应用于航空航天、高能物理等关键领域,特别是具有复杂形状的铝合金零部件需求较大。传统工艺无法加工过于复杂的形状,存在材料损耗较大问题。3D打印、金属注射成型等先进近净成形技术的发展,为生产复杂形状零部件提供了新的途径,而这些先进近净成形技术主要采用流动性良好的球形粉末为原料,普通的铝合金粉无法满足这一要求。为实现铝合金粉的球化,研究人员采用水雾化或者气雾化法制备微细球形铝合金粉,该方法能够实现接近球形铝合金粉制备,但是粉末存在粒度差别大、空心粉、异型粉较多、生产效率低等缺点,无法满足3D打印等先进工艺对铝合金粉的要求。
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足,本专利技术的目的在于提供一种近净成形用铝合金粉的制备方法,通过该方法批量制备出颗粒尺寸均匀、高球形度、无空心粉的球形铝合金粉,能满足航空航天领域的应用需求。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:一种近净成形用铝合金粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将铝合金棒精加工成直径为40-80mm、长度为300-800mm的电极棒,且圆度偏差小于0.1mm,直线度偏差小于0.1mm/m,粗糙度小于1.6μm;2)将加工后的电极棒置于惰性气体保护的密闭炉室内,使其以10000-30000r/min的转速高速旋转,采用功率为30-100kW等离子枪加热电极棒端部使端部熔化,同时在电极棒上施加35-45kHz的超声震动,熔融金属铝在离心力和超声波双重作用下从电极棒端部被甩出,并形成细小液滴,液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒,落入炉室底部收集器中;3)在惰性气体保护下,对制得的球形铝合金粉进行筛分处理,得到所需粒度的球形铝合金粉。所述的球形铝合金粉的平均粒度为45μm-250μm。所述的步骤2)制粉过程惰性气体应为氦气、氩气或氩氦混合气体,气体中氧含量应小于0.01%,粉末增氧量为100-500ppm。本专利技术的有益效果在于:本专利技术通过惰性气体保护下等离子旋转离心雾化工艺,采用大功率等离子枪使铝熔化,在超高转速条件下,批量制备出流动性良好的球形铝合金粉,满足航空航天近净成型件的应用需求。与气雾化方法相比,本专利技术能够获得颗粒尺寸均匀、高球形度、无空心粉的高品质球形铝合金粉,具有批量化生产能力。附图说明图1为本专利技术高品质铝合金粉的扫描电镜照片。图2为本专利技术高品质铝合金粉的高倍扫描照片。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1一种近净成形用铝合金粉的制备方法,包括以下步骤:1)将铝合金棒精加工成直径为40mm、长度为800mm的电极棒,且圆度偏差0.05mm,直线度偏差0.08mm/m,粗糙度1.4μm;2)将加工后铝合金电极棒置于密闭炉室内,炉室采用氧含量为0.001%惰性气体保护,使电极棒以20000r/min的转速高速旋转,采用功率为40kW等离子枪加热电极棒端部使端部熔化,同时在电极棒上施加35kHz的超声震动,熔融金属铝在离心力和超声波双重作用下从电极棒端部被甩出,并形成细小液滴,液滴在氦气体环境中快速冷却成球形颗粒,落入炉室底部收集器中;3)在氦气体保护下,对制得的球形铝合金粉进行筛分处理,得到所需粒度的球形铝合金粉。所述的球形铝合金粉的平均粒度为200μm。所述的球形铝合金粉的增氧量为100ppm。实施例2一种近净成形用铝合金粉的制备方法,包括以下步骤:1)将铝合金棒精加工成直径为60mm、长度为550mm的电极棒,且圆度偏差0.03mm,直线度偏差0.05mm/m,粗糙度1.2μm;2)将加工后铝合金电极棒置于密闭炉室内,炉室采用氧含量为0.002%氩气体保护,使电极棒以30000r/min的转速高速旋转,采用功率为60kW等离子枪加热电极棒端部使端部熔化,同时在电极棒上施加40kHz的超声震动,熔融金属铝在离心力和超声波双重作用下从电极棒端部被甩出,并形成细小液滴,液滴在在氩气环境中快速冷却成球形颗粒,落入炉室底部收集器中;3)在氩气的保护下,对制得的球形铝合金粉进行筛分处理,得到所需粒度的球形铝合金粉。所述的球形铝合金粉的平均粒度为100μm。所述的球形铝合金粉的增氧量为300ppm。实施例3一种近净成形用铝合金粉的制备方法,包括以下步骤:1)将铝合金棒精加工成直径为80mm、长度为300mm的电极棒,且圆度偏差小于0.02mm,直线度偏差小于0.03mm/m,粗糙度小于0.8μm;2)将加工后铝合金电极棒置于惰性气体保护的密闭炉室内,使其以40000r/min的转速高速旋转,采用功率为80kW等离子枪加热电极棒端部使端部熔化,同时在电极棒上施加45kHz的超声震动,熔融金属铝在离心力和超声波双重作用下从电极棒端部被甩出,并形成细小液滴,液滴在氦气与氩气的混合气体环境中快速冷却成球形颗粒,落入炉室底部收集器中;3)在氦气与氩气的混合气体的保护下,对制得的球形铝合金粉进行筛分处理,得到所需粒度的球形铝合金粉。所述的球形铝合金粉的平均粒度为45μm。所述的球形铝合金粉的增氧量为500ppm。本文档来自技高网...
一种近净成形用铝合金粉的制备方法

【技术保护点】
一种近净成形用铝合金粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将铝合金棒精加工成直径为40‑80mm、长度为300‑800mm的电极棒,且圆度偏差小于0.1mm,直线度偏差小于0.1mm/m,粗糙度小于1.6μm;2)将加工后的电极棒置于惰性气体保护的密闭炉室内,使其以10000‑30000r/min的转速高速旋转,采用功率为30‑100kW等离子枪加热电极棒端部使端部熔化,同时在电极棒上施加35‑45kHz的超声震动,熔融金属铝在离心力和超声波双重作用下从电极棒端部被甩出,并形成细小液滴,液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒,落入炉室底部收集器中;3)在惰性气体保护下,对制得的球形铝合金粉进行筛分处理,得到所需粒度的球形铝合金粉。

【技术特征摘要】
1.一种近净成形用铝合金粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将铝合金棒精加工成直径为40-80mm、长度为300-800mm的电极棒,且圆度偏差小于0.1mm,直线度偏差小于0.1mm/m,粗糙度小于1.6μm;2)将加工后的电极棒置于惰性气体保护的密闭炉室内,使其以10000-30000r/min的转速高速旋转,采用功率为30-100kW等离子枪加热电极棒端部使端部熔化,同时在电极棒上施加35-45kHz的超声震动,熔融金属铝在离心力和超声波双重作用下从电极棒端部被甩出,并形成细小液滴,液滴在惰性气体环境中快速冷却成球形颗粒,落入炉室底部收集器中;3)在惰性气体保护下,对制得的球形铝合金粉进行筛分处理,得到所需粒度的球形铝合金粉。2.根据权利要求1所述的一种近净成形用铝合金粉的制备方法,其特征在于,所述的球形铝合金粉的平均粒度为45μm-250μm。3.根据权利要求1所述的一种近净成形用铝合金粉的制备方法,其特征在于,所述的步骤2)制粉过程惰性气体应为氦气、氩气或氩氦混合气体,气体中氧含量应小于0.01%,粉末增氧量为100-500ppm。4.根据权利要求1所述的一种近净成形用铝合金粉的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将铝合金棒精加工成直径为40mm、长度为800mm的电极棒,且圆度偏差0.05mm,直线度偏差0.08mm/m,粗糙度1.4μm;2)将加工后铝合金电极棒置于密闭炉室内,炉室采用氧含量为0.001%惰性气体保护,使电极棒以20000r/min的转速高速旋转,采用功率为40kW等离子枪加热电极棒端部使端部熔化,同时在电极棒上施加35kHz的超声震动,熔融金属铝在离心力和超声波双重作用下从电极棒端部被甩出,并形成细小液滴,液滴在氦气体环境中快速冷却成球形颗粒,落入炉室底部收集器中;3)在氦气保护下,对制得的球形铝合金粉进行筛分处理,得...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩志宇闫飞相敏刘洋宋嘉明王庆相梁书锦张平祥
申请(专利权)人:西安欧中材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:陕西,61

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