一种金属粉末的筛分方法技术

本发明专利技术涉及一种金属粉末的筛分方法，具体涉及一种适用于增材制造所用的金属粉末的筛分方法，属于增材制造技术领域。本发明专利技术解决的技术问题是提供一种金属粉末的筛分方法，该方法采用超声波高频振动筛对金属粉末进行筛分，并采用二级筛分方式，在惰性气体氛围中进行筛分，控制每平方米筛网上的金属粉末的进料速度为2.66～6kg/min，超声振动频率为33～37kHz，振动偏离角度为5～15°；筛分后，细筛网上的金属粉末符合目标金属粉末的粒径要求。本发明专利技术的筛分方法，在超声波高频振动筛中进行，可以筛分250μm以下的金属粉末，筛分效率高，筛分过程中不易堵塞筛网，不易产生粉尘云，适用于工业化大批量筛分。

A method of sieving metal powder

The present invention relates to a screening method of metal powder, in particular to a screening method for metal powder used in the manufacture of material, which belongs to the field of increasing material manufacturing technology. The technical problem solved by the invention is to provide a screening method of metal powder. The method uses the ultrasonic high-frequency vibrating screen to screen the metal powder, and uses the two stage screening method to screen in the atmosphere of the inert gas. The feed speed of the metal powder on the screen of each square meter is 2.66 ~ 6kg/min, and the ultrasonic vibration is controlled. The dynamic frequency is 33 ~ 37kHz, and the vibration deviation angle is 5~15 degrees. After screening, the metal powder on the fine screen mesh meets the particle size requirement of the target metal powder. The screening method of the invention can be carried out in the ultrasonic high frequency vibrating screen. It can screen metal powder below 250 m. The screening efficiency is high. It is not easy to plug the screen in the screening process. It is not easy to produce dust clouds. It is suitable for large-scale industrial screening.

【技术实现步骤摘要】
一种金属粉末的筛分方法
本专利技术涉及一种金属粉末的筛分方法，具体涉及一种适用于增材制造所用的金属粉末的筛分方法，属于增材制造

技术介绍
金属增材制造是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，被誉为“具有工业革命意义的制造技术”。该技术日益发展并逐步成熟，目前已经广泛应用于航空航天、生物医疗、军工、冶金、建筑、汽车、电子、珠宝、模具等行业。增材制造所用的金属粉末作为其重要的原材料，对该技术的发展起着至关重要的作用。增材制造所用的金属粉末需要满足以下要求：粉末粒径细小、粒径分布较窄、卫星球少、球形度高、流动性好、松装密度高等。目前，主流的制粉技术生产的金属粉末粒径分布较宽，不能直接用于增材制造，因而需要对生产出的粉末进行筛分，因此，粉末筛分工艺对获得高性能的金属粉末起着关键的影响作用。传统的筛分设备及工艺主要针对普通金属粉末。增材制造所用的金属粉末，由于粒径分布窄，粉末粒径细小，筛分速度过快时容易产生粉尘云，造成环境危害；筛分速度过慢时容易堵塞筛网，且产量较低，不适宜工业化大批量筛分。因此，本领域科研人员对增材制造用金属粉末的筛分方法做了大量研究。专利201710574339.6公开了一种筛分装置以及钛合金粉末筛分系统，在进行筛分时，物料先进入上层筛网主体完成第一次筛分，筛下物料通过导向件的第一开口进入导向通道，并落在引导壁上，物料沿着引导壁滑动，并从第二开口处落到下一级筛分单元中继续筛分。该筛分方法主要通过导向通道来使物料集中落入下一级筛网中，提高了筛分效果，同时不易堵塞筛网主体，可见，该筛分方法采用传统的筛分设备，筛分效果主要依赖于对设备的改进，其设备改进的成本较高。专利201710270532.0公开了一种适用于3D打印的在线金属粉末筛分机以及筛分方法，该方法在金属粉末制备后直接进行筛分，且采用均散盘将从进料口进入的待筛分金属粉末均匀铺散到筛面上，以减少粉末的团聚现象，提高金属粉末筛分效率。可见，该方法采用超声波高频振动筛分设备进行筛分，为了获得较好的筛分效果，需要对筛分设备进行改进，在筛分设备中加入均散盘，而无法在普通超声波筛分设备中实现该方法的筛分效果。可见，该方法也主要依赖于对设备的改进。综上，现有的筛分方法，要实现工业化大批量筛分，均需对筛分设备进行改进，以提高筛分效果。
技术实现思路
针对以上缺陷，本专利技术解决的技术问题是提供一种金属粉末的筛分方法，该方法无需对设备进行改进，仅调节工艺本身，即可实现工业化大批量筛分。本专利技术金属粉末的筛分方法，采用超声波高频振动筛对金属粉末进行筛分，并采用二级筛分方式，具体包括如下步骤：a、选择筛网：根据目标金属粉末的粒径，选择对应的粗筛网和细筛网；b、筛分：在惰性气体氛围中进行筛分，控制每平方米筛网上的金属粉末的进料速度为2.66～6kg/min，超声振动频率为33～37kHz，振动偏离角度为5～15°；筛分后，细筛网上的金属粉末符合目标金属粉末的粒径要求。优选的，b步骤中，筛网面积为0.2～0.3m2，金属粉末的进料速度为0.8～1.2kg/min。优选的，b步骤所述的惰性气体氛围中，氧气含量不超过0.8vol％。进一步优选的，b步骤中，惰性气体为氩气、氦气、氖气、氪气或氙气。优选的，b步骤中，筛分时间为30～60min。优选的，在b步骤之后进行c步骤，所述c步骤为：在惰性气体氛围中，将细筛网上的金属粉末转入混粉器中进行混粉，控制混粉器的旋转速度为80～100r/min，混粉时间为30～40min。进一步优选的，待筛分的金属粉末的粒径为250μm以下。进一步优选的，目标金属粉末的粒径为15～45μm、15～53μm、20～63μm或45～106μm。优选的，向筛分系统内充入惰性气体得到惰性气体氛围，其中，充气的速度为9～10L/min，充气时间为3～5min；惰性气体纯度高于99.99vol％。本专利技术所述金属粉末优选为单质金属粉或金属合金粉中的至少一种，单质金属粉或金属合金粉中的金属种类为钛、钴、铬、铁、钒、钨、钼、钽、铝或镍；更优选所述金属粉末为钛粉或钛合金粉。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：1)本专利技术的筛分方法，可以在普通超声波高频振动筛中进行，无需对设备进行特殊改进，设备成本低。该方法仅调节工艺本身，即可实现工业化大批量筛分。2)采用本专利技术方法可以筛分250μm以下的金属粉末，筛分效率高，筛分过程中不易堵塞筛网，不易产生粉尘云，适用于工业化大批量筛分。3)筛分过程中全程采用惰性气体保护，避免了粉末污染，保证了粉末品质。4)本专利技术的方法可以集筛分混粉工艺于一体，可以保证金属粉末的批次一致性。具体实施方式本专利技术金属粉末的筛分方法，采用超声波高频振动筛对金属粉末进行筛分，并采用二级筛分方式，具体包括如下步骤：a、选择筛网：根据目标金属粉末的粒径，选择对应的粗筛网和细筛网；b、筛分：在惰性气体氛围中进行筛分，控制每平方米筛网上的金属粉末的进料速度为2.66～6kg/min，超声振动频率为33～37kHz，振动偏离角度为5～15°；筛分后，细筛网上的金属粉末符合目标金属粉末的粒径要求。a步骤中，所述目标金属粉末为需要通过筛分得到的粒径范围的金属粉末，目标金属粉末的粒径范围由最终的需求决定。而对应的粗筛网和细筛网的孔径则与目标金属粉末的粒径范围相关，粗筛网孔径为目标金属粉末粒径的最大值，而细筛网孔径为目标金属粉末粒径的最小值。比如，想要筛分得到15～45μm的金属粉末，即目标金属粉末的粒径为15～45μm，对应的细筛网孔径为15μm，粗筛网孔径为45μm。目标金属粉末的粒径为15～53μm，对应的细筛网为15μm，粗筛网为53μm。目标金属粉末的粒径为20～63μm，对应的细筛网为20μm，粗筛网为63μm。目标金属粉末的粒径为45～106μm，对应的细筛网为45μm，粗筛网为106μm。以此类推。本专利技术的二级筛分方式为采用粗筛网和细筛网进行筛分。金属粉末先经过粗筛网进行筛分，筛下的粉末直接落到细筛网上进行筛分，粗筛网和细筛网的振动频率和振动偏离角度相同。筛分完成后，细筛网上的粉末收集到收粉罐，是收集所需粒径范围的粉末，即目标金属粉末；而细筛网下的粉末可收集到细粉罐，是收集粒径较小的细粉；粗筛网上的粉可以收集到粗粉罐，是收集粒径较大的粗粉。b步骤中，进料速度与筛网面积相关，筛网面积越大，进料速度可以越快，反之亦然，但是，需要控制每平方米筛网上的金属粉末进料速度为2.66～6kg/min。例如，筛网面积为1m2，金属粉末进料速度为2.66～6kg/min；筛网面积为0.5m2，金属粉末的进料速度为1.33～3kg/min。本专利技术所述的筛网面积为单个筛网的面积。优选的，筛网面积为0.2～0.3m2，金属粉末的进料速度为0.8～1.2kg/min。由于金属粉末容易被空气中的氧气氧化，因此，筛分需要在惰性气体氛围中，b步骤所述惰性气体氛围中，优选氧气含量不超过0.8vol％，此处的“0.8vol％”为体积百分数0.8％。优选的，所述惰性气体为氩气、氦气、氖气、氪气或氙气。本专利技术采用超声波高频振动筛进行筛分，需要严格控制进料速度和超声振动频率以及振动偏离角度。专利技术人研究发现，进料速度过快、振动频率过高的话，粉末分离不均匀，容易积聚，并产生粉尘云，且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属粉末的筛分方法，其特征在于，采用超声波高频振动筛对金属粉末进行筛分，并采用二级筛分方式，具体包括如下步骤：a、选择筛网：根据目标金属粉末的粒径，选择对应的粗筛网和细筛网；b、筛分：在惰性气体氛围中进行筛分，控制每平方米筛网上的金属粉末的进料速度为2.66～6kg/min，超声振动频率为33～37kHz，振动偏离角度为5～15°；筛分后，细筛网上的金属粉末符合目标金属粉末的粒径要求。

【技术特征摘要】
1.一种金属粉末的筛分方法，其特征在于，采用超声波高频振动筛对金属粉末进行筛分，并采用二级筛分方式，具体包括如下步骤：a、选择筛网：根据目标金属粉末的粒径，选择对应的粗筛网和细筛网；b、筛分：在惰性气体氛围中进行筛分，控制每平方米筛网上的金属粉末的进料速度为2.66～6kg/min，超声振动频率为33～37kHz，振动偏离角度为5～15°；筛分后，细筛网上的金属粉末符合目标金属粉末的粒径要求。2.根据权利要求1所述的金属粉末的筛分方法，其特征在于：b步骤中，筛网面积为0.2～0.3m2，金属粉末的进料速度为0.8～1.2kg/min。3.根据权利要求1所述的金属粉末的筛分方法，其特征在于：b步骤所述的惰性气体氛围中，氧气含量不超过0.8vol％。4.根据权利要求1所述的金属粉末的筛分方法，其特征在于：b步骤中，惰性气体为氩气、氦气、氖气、氪气或氙气。5.根据权利要求1所述的金属粉末的筛分方法，其特征在于：b步骤中，筛分时间为30～60min。6.根据权利要求1所述的金属粉末...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹善方，吴利苹，刘睿诚，王强，曾益伟，
申请(专利权)人：成都优材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51