一种适用于3D打印的金属粉末制备方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种适用于3D打印的金属粉末制备方法。包括：(1)将待熔化的金属放入熔炼坩埚内；(2)设备抽真空至6.63×10

【技术实现步骤摘要】
一种适用于3D打印的金属粉末制备方法及装置
本专利技术涉及3D打印增材制造领域以及粉末冶金
，尤其涉及一种金属粉末制备方法及装置。
技术介绍
随着加工技术的发展及革新，粉末材料在汽车、冶金、航天、航空、交通运输、生物医学等领域的应用越来越广泛，尤其是随着3D打印技术的迅猛发展，制造领域对于金属粉末的需求更为迫切。高性能的金属粉末具有流动性好、粒度范围窄、成分均匀等特点，需要采用先进的制备技术才能获得。目前，国内外生产金属球形粉末的主要方式是雾化法，国内雾化制粉技术水平与国外差距较大，制备的金属粉末粒度范围大，必须经过多次筛分及检验才能得到所需的粒径，生产效率极低，且存在粒度分布不均匀、粉末球形度不佳、颗粒表面存在卫星球以及存在一定数量的空心粉末等缺陷，致使大量高性能金属粉末依赖进口，严重制约国内金属3D打印增材制造行业的发展。因此，开发制粉设备，提高金属粉末的制备技术水平及工艺具有重要的现实意义。在众多金属粉末制备工艺中，旋转离心法制粉以其独特的粒径尺寸，形貌可控性和较高生产效率，已成为目前制备金属或合金粉末的一种重要方法。但现有旋转离心金属粉末制备方法的雾化效果仍不理想，产品质量及生产效益都较低。
技术实现思路
本专利技术的其中一个目的是提出一种适用于3D打印的金属粉末制备方法及装置，解决了现有技术存在金属粉末制备方法的雾化效果仍不理想的技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种适用于3D打印的金属粉末制备方法，包括：(1)将待熔化的金属放入熔炼坩埚内；(2)设备抽真空至6.63×10-3Pa后，反充高纯度的惰性气体，在惰性保护气氛下将金属在熔炼坩埚内熔化；(3)熔融的液态金属通过熔炼坩埚底部导流嘴引流到高速旋转的中间包坩埚内，在离心力作用下液态金属流至中间包坩埚圆周面，通过圆周面的流出孔甩成金属液滴；(4)金属液滴在表面张力的作用下形成球形，在炉腔内飞行并冷却凝固成金属球。优选地，所述方法中设备抽真空至6.63×10-3Pa后，反充高纯度的惰性气体，当反充高纯度的惰性气体的体量大于0.08MPa，启动自动排气。本专利技术还提供了一种适用于3D打印的金属粉末制备装置，包括炉体，所述炉体包括炉腔还包括：用于对金属进行加热的加热装置；用于充入惰性气体的进气管；机械泵、罗茨泵以及扩散泵，所述机械泵、罗茨泵以及扩散泵用于所述炉腔抽真空。熔炼坩埚、中间包坩埚以及电机，所述熔炼坩埚置于所述中间包坩埚的顶部，所述中间包坩埚与所述电机连接，所述熔炼坩埚底部设有导流嘴，所述中间包坩埚圆周面设置有流出孔。优选地，所述加热装置为以环绕的方式设置在所述熔炼坩埚的感应线圈。优选地，还包括，用于对所述惰性气体的体量进行检测的检测装置，以及用于当反充高纯度的惰性气体的体量大于0.08MPa时，进行排气的排气管。优选地，还包括，在金属充分熔化后，用于向所述炉腔内通入相同惰性气体的增压管。优选地，所述炉体还包括炉盖，所述炉盖设置在所述炉腔开口处。优选地，所述中间包坩埚内底部结构为锥体。优选地，所述流出孔尺寸相同。优选地，所述中间包坩埚顶部有挡边。优选地，供金属液滴飞行的炉体由所述炉腔、炉盖组成，为环饼状。优选地，还包括设置在所述炉腔底部的集粉罐，以及设置在所述炉腔与所述集粉罐之间的球阀。优选地，所述电机的转速为1000rpm-40000rpm。基于上述技术方案，本专利技术实施例解决了现有技术存在金属粉末制备方法的雾化效果仍不理想的技术问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所提供的金属粉末制备方法的流程图；图2为本专利技术实施例优选实施方式所提供的金属粉末制备的示意图；图3为本专利技术实施例优选实施方式所提供的熔炼坩埚及中间包坩埚的示意图；图4为图3中Ι区域局部放大图。附图标记：中间包坩埚1、流出孔1-1、锥体1-2、熔炼坩埚2、导流嘴2-1、感应线圈3、进气管4、增压管5、排气管6、炉盖7、机械泵8、罗茨泵9、扩散泵10、炉腔11、电机12、球阀13、集粉罐14。具体实施方式下面可以参照附图图1～图4以及文字内容理解本专利技术的内容以及本专利技术与现有技术之间的区别点。下文通过附图以及列举本专利技术的一些可选实施例的方式，对本专利技术的技术方案(包括优选技术方案)做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本专利技术的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：可以将本专利技术提供的任一技术手段进行替换或将本专利技术提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到新的技术方案。本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本专利技术的保护范围，本专利技术的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案以及本领域技术人员将本专利技术提供的任意两个或更多个技术手段或技术特征互相进行组合而得到的新的技术方案。本专利技术实施例提供了一种适用于3D打印的金属粉末制备方法及装置。下面结合图1～图4对本专利技术提供的技术方案进行更为详细的阐述。如图1所示，本专利技术实施例所提供的一种适用于3D打印的金属粉末制备方法包括：S101，将待熔化的金属放入熔炼坩埚2内；S102,设备抽真空至6.63×10-3Pa后，反充高纯度的惰性气体，在惰性保护气氛下将金属在熔炼坩埚2内熔化；S103，熔融的液态金属通过熔炼坩埚2底部导流嘴2-1引流到高速旋转的中间包坩埚1内，在离心力作用下液态金属流至中间包坩埚1圆周面，通过圆周面的流出孔1-1甩成金属液滴；S104，金属液滴在表面张力的作用下形成球形，在炉腔11内飞行并冷却凝固成金属球。本专利技术的工作过程具体为：将待熔化的金属放入熔炼坩埚2内，其中熔炼坩埚2外部设有加热装置，通过将熔炼坩埚2加热进而加热其内部放置的待熔化金属，使待熔化金属熔化成液态金属；具体的，熔化的环境为抽真空至6.63×10-3Pa后，然后充入高纯度的惰性气体，惰性气体优选为氩气，在惰性气体的保护环境下将金属熔化，可以使得金属的熔化效率提高和熔化后的液态金属尽可能减少被氧化；熔化后的金属通过熔炼坩埚2底部的导流嘴2-1引流到高速旋转的中间包坩埚1中，在离心力的作用下液态金属流至中间包坩埚1的圆周面上，通过中间包坩埚1圆周面上的流出孔1-1甩成金属液滴，被甩出的金属液滴在表面张力的作用下形成球形，在炉腔11内飞行并冷却凝固成金属球。其中与中间包坩埚1连接电机12，为中间包坩埚1旋转提供动力支持。通过本专利技术实施例所提供的方法制备金属粉末使得金属的熔化过程处于抽真空反充惰性气体的环境下，尽可能减小产品被氧化的几率，主要可以解决现有技术中产品氧化严重的技术问题。优选地，所述方法中设备抽真空至6.63×10-3Pa后，反充高纯度的惰性气体，当反充高纯度的惰性气体的体量大于0.08MPa，启动自动排气。该步骤为对充入的惰性气体的体量进行检测，当检测到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于3D打印的金属粉末制备方法，其特征在于，包括：(1)将待熔化的金属放入熔炼坩埚内；(2)设备抽真空至6.63×10

【技术特征摘要】
1.一种适用于3D打印的金属粉末制备方法，其特征在于，包括：(1)将待熔化的金属放入熔炼坩埚内；(2)设备抽真空至6.63×10-3Pa后，反充高纯度的惰性气体，在惰性保护气氛下将金属在熔炼坩埚内熔化；(3)熔融的液态金属通过熔炼坩埚底部导流嘴引流到高速旋转的中间包坩埚内，在离心力作用下液态金属流至中间包坩埚圆周面，通过圆周面的流出孔甩成金属液滴；(4)金属液滴在表面张力的作用下形成球形，在炉腔内飞行并冷却凝固成金属球。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中设备抽真空至6.63×10-3Pa后，反充高纯度的惰性气体，当反充高纯度的惰性气体的体量大于0.08MPa，启动自动排气。3.一种适用于3D打印的金属粉末制备装置，包括炉体，所述炉体包括炉腔，其特征在于，还包括：用于对金属进行加热的加热装置；用于充入惰性气体的进气管；机械泵、罗茨泵以及扩散泵，所述机械泵、罗茨泵以及扩散泵用于所述炉腔抽真空。熔炼坩埚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海波，孔令鸿，高玉来，
申请(专利权)人：深圳微纳增材技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44