一种3D打印铝基合金粉末的成分及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种3D打印铝基合金粉末的成分及制备方法，其利用氧化铝溶于铝合金进行雾化成球形成具有氧化铝核的铝合金粉末，制备简单，可大批量生产，且制备的粉末均匀性高、球形度好。

Composition and preparation method of 3D printing aluminum based alloy powder

The invention provides a composition and preparation method of 3D printing aluminum base alloy powder. The aluminum alloy powder is atomized and formed by using alumina in aluminum alloy to form aluminum alloy powder with alumina core. The preparation is simple and can be produced in large quantities, and the prepared powder has high uniformity and good sphericity.

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印铝基合金粉末的成分及制备方法
本专利技术涉及3D打印机领域，具体涉及一种3D打印铝基合金粉末的成分及制备方法。
技术介绍
众所周知，金属材料特别是带有战略性的高熔点合金材料已成为高附加值和高精尖的军民两用的高科技产品的发展方向，而粉末冶金技术及新新兴的激光3D打印技术是制备是赋予高科技产品行之有效的方法。特别是激光3D打印技术，用该方法可获得成分无偏析、性能稳定、组织均匀的零部件；从经济上看，该方法是一种少切屑或无切屑的工艺。与传统锻材加工技术相比，制备部件基本为近净成形，材料利用率几乎可以达到100％。但是，这些领域对材料的物理、化学性质都有很高的要求。对粉末提出了如下要求：粒度分布窄；单分散；球形；特殊情形需要高纯粉末；其目的在于使烧结体产品的密度分布均匀，机械性能和其它物理性能空间分布均匀化。因此，原始粉末的纯度、均匀性和粒度、晶粒度、流动性对制备细晶全致密的高性能产品起着决定性的作用。
技术实现思路
基于解决上述问题，本专利技术提供了一种3D打印铝基合金粉末的制备方法，包括以下步骤：（1）制备铝合金厚板：按照化学配比准备所需金属，熔铸轧制成铝合金厚板，所述铝合金厚板的厚度范围是2-4mm；（2）制备氧化铝粉末：将氧化铝经干燥炉进行干燥，然后研磨成粉末；（3）制备铝合金薄板：将所述铝合金厚板的局部区域熔融，将氧化铝粉末溶于所述局部区域，直至铝合金厚板的整体熔入氧化铝粉末，冷却并通过双面抛光，除去铝合金厚板两面的部分得到分散有氧化铝粉末的铝合金薄板；（4）等离子体雾化：将分散有氧化铝粉末的铝合金薄板作为等离子体的一电极进行等离子体熔融，并雾化成雾滴；（5）将雾滴冷却形成具有氧化铝核的铝合金球形粉末。其中，所述步骤（3）具体包括以下步骤：将所述氧化铝粉末平铺于加热载板上，所述氧化铝粉末经碾压形成平整表面；将所述铝合金厚板覆盖于所述表面上，并进行按压形成紧密接触；利用激光束对所述铝合金厚板的上表面进行线性局部逐行照射熔融，熔融部分将所述氧化铝粉末溶解；激光照射完整个铝合金厚板的上表面，停止照射，利用所述加热载板进行二次加热；经过预设的时间后，进行冷却，将分散有氧化铝粉末的铝合金厚板进行两面减薄抛光，形成分散有氧化铝粉末的铝合金薄板。其中，所述激光束由双异质结型砷化镓二极管激光器产生。其中，所述预设时间为0.5-2h。其中，所述氧化铝粉末铺于所述加热载板上的厚度为3mm。其中，所述铝合金厚板中包含镍、钨、钴和铬中的一种或几种。其中，所述铝合金厚板的铝含量的重量百分比为85%。本专利技术还提供了一种3D打印铝基合金粉末，该粉末通过上述的3D打印铝基合金粉末的制备方法制备而得，其特征在于：其包括氧化铝核以及包裹于所述氧化铝核外侧的铝合金。本专利技术的优点如下：（1）利用氧化铝颗粒作为核进行铝合金的包裹，可以达到成球的目的，球形度好，且粉末的粒径均匀；（2）利用激光的局部加热熔融，氧化铝颗粒可以较为均匀的融入铝合金中，且这种熔融必须在惰性气体保护下进行，可以进行小腔体操作，且能够防止铝合金的氧化。附图说明图1为本专利技术的3D打印铝基合金粉末的制备方法的流程图；图2-5为本专利技术的激光熔融氧化铝的示意图。具体实施方式参见图1，本专利技术的3D打印铝基合金粉末的制备方法，包括以下步骤：（1）制备铝合金厚板：按照化学配比准备所需金属，熔铸轧制成铝合金厚板，所述铝合金厚板的厚度范围是2-4mm；（2）制备氧化铝粉末：将氧化铝经干燥炉进行干燥，然后研磨成粉末；（3）制备铝合金薄板：将所述铝合金厚板的局部区域熔融，将氧化铝粉末溶于所述局部区域，直至铝合金厚板的整体熔入氧化铝粉末，冷却并通过双面抛光，除去铝合金厚板两面的部分得到分散有氧化铝粉末的铝合金薄板；（4）等离子体雾化：将分散有氧化铝粉末的铝合金薄板作为等离子体的一电极进行等离子体熔融，并雾化成雾滴；（5）将雾滴冷却形成具有氧化铝核的铝合金球形粉末。其中，所述步骤（3）具体包括以下步骤：参见图2-5，将所述氧化铝粉末2平铺于加热载板上，所述氧化铝粉末2经碾压形成平整表面；将所述铝合金厚板3覆盖于所述表面上，并进行按压形成紧密接触；利用激光器4发射的激光束5对所述铝合金厚板5的上表面进行线性局部逐行照射熔融，熔融部分将所述氧化铝粉末2溶解；激光照射完整个铝合金厚板的上表面，停止照射，利用所述加热载板1进行二次加热；经过预设的时间后，进行冷却，将分散有氧化铝粉末的铝合金厚板6进行两面减薄抛光，形成分散有氧化铝粉末的铝合金薄板8；所述预设时间为0.5-2h。其中，所述激光束由双异质结型砷化镓二极管激光器产生。所述氧化铝粉末铺于所述加热载板上的厚度为3mm，所述铝合金厚板中包含镍、钨、钴和铬中的一种或几种，所述铝合金厚板的铝含量的重量百分比为85%。本专利技术还提供了一种3D打印铝基合金粉末，该粉末通过上述的3D打印铝基合金粉末的制备方法制备而得，其特征在于：其包括氧化铝核以及包裹于所述氧化铝核外侧的铝合金。最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术的保护范围之中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D打印铝基合金粉末的制备方法，包括以下步骤：（1）制备铝合金厚板：按照化学配比准备所需金属，熔铸轧制成铝合金厚板，所述铝合金厚板的厚度范围是2‑4mm；（2）制备氧化铝粉末：将氧化铝经干燥炉进行干燥，然后研磨成粉末；（3）制备铝合金薄板：将所述铝合金厚板的局部区域熔融，将氧化铝粉末溶于所述局部区域，直至铝合金厚板的整体熔入氧化铝粉末，冷却并通过双面抛光，除去铝合金厚板两面的部分得到分散有氧化铝粉末的铝合金薄板；（4）等离子体雾化：将分散有氧化铝粉末的铝合金薄板作为等离子体的一电极进行等离子体熔融，并雾化成雾滴；（5）将雾滴冷却形成具有氧化铝核的铝合金球形粉末。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印铝基合金粉末的制备方法，包括以下步骤：（1）制备铝合金厚板：按照化学配比准备所需金属，熔铸轧制成铝合金厚板，所述铝合金厚板的厚度范围是2-4mm；（2）制备氧化铝粉末：将氧化铝经干燥炉进行干燥，然后研磨成粉末；（3）制备铝合金薄板：将所述铝合金厚板的局部区域熔融，将氧化铝粉末溶于所述局部区域，直至铝合金厚板的整体熔入氧化铝粉末，冷却并通过双面抛光，除去铝合金厚板两面的部分得到分散有氧化铝粉末的铝合金薄板；（4）等离子体雾化：将分散有氧化铝粉末的铝合金薄板作为等离子体的一电极进行等离子体熔融，并雾化成雾滴；（5）将雾滴冷却形成具有氧化铝核的铝合金球形粉末。2.根据权利要求1所述的3D打印铝基合金粉末的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）具体包括以下步骤：将所述氧化铝粉末平铺于加热载板上，所述氧化铝粉末经碾压形成平整表面；将所述铝合金厚板覆盖于所述表面上，并进行按压形成紧密接触；利用激光束对所述铝合金厚板的上表面进行线性局部逐行照射熔融，熔融部分将所述氧化铝粉末溶解；激光照射...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳巍，梁廷禹，姜勇，盛洪超，
申请(专利权)人：南通金源智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32