一种提高3D打印不锈钢粉末球形度的方法技术

本发明专利技术提供了一种提高3D打印不锈钢粉末球形度的方法，其利用多孔氧化铝进行分散不锈钢，当其作为等离子体电极时，可以实现局部的等离子体化，雾滴较小，球形度也能够因重量的较小而得以保障；利用圆柱形电极外套一共熔体结构，可以实现其外侧共熔体在等离子体化的情况下利用旋转的电极进行离心力的分离，而中心区域保证了电极的稳定化，电流稳定得以保障。

A method to improve the sphericity of 3D printing stainless steel powder

The invention provides a method for improving the sphericity of 3D printing stainless steel powder. The method uses porous alumina to disperse stainless steel. When the plasma electrode is used as a plasma electrode, the local plasma can be achieved. The droplets are smaller and the degree of sphericity can be guaranteed by the smaller weight; a cylindrical electrode coat is used altogether. The melt structure can realize the separation of the centrifugal force using the rotating electrode in the case of plasma melting, while the central region ensures the stability of the electrode and the current stability is guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
一种提高3D打印不锈钢粉末球形度的方法
本专利技术涉及3D打印机领域，具体涉及一种提高3D打印不锈钢粉末球形度的方法。
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，原始粉末的球形度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提高3D打印不锈钢粉末球形度的方法，包括以下步骤：（1）制备氧化铝多孔块体材料：将氧化铝附着于一柱体成型体的外侧面和底面，并进行多孔烧结工艺形成多孔氧化铝材料，并将该氧化铝多孔材料从所述柱体成型体上剥离以形成氧化铝多孔块体材料，所述氧化铝多孔块体材料为圆柱形柱体，所述圆柱形柱体的中心具有未贯穿所述圆柱形柱体的第一中空盲孔；（2）制备氧化铝与不锈钢的共熔体：将不锈钢颗粒填入所述第一中空盲孔中，并进行不锈钢的熔融加热，熔融的不锈钢进入氧化铝多孔块体材料内部，形成氧化铝与不锈钢的共熔体，对所述第一中空盲孔进行打磨形成第二中空盲孔，并同时对外侧壁进行打磨，并对所述共熔体的底部进行磨削，使得所述第二中空盲孔贯穿呈通孔；（3）等离子体雾化：等离子体的一圆柱形电极插入所述通孔中作为最终的雾化电极，对打磨、磨削后的共熔体进行等离子体熔融，并雾化成雾滴；（4）冷却成球：将雾滴冷却形成不锈钢球形粉末。根据本专利技术的实施例，所述圆柱形柱体的半径与所述第一盲孔的半径之比为0.5-1。根据本专利技术的实施例，所述不锈钢中含有铝成分。根据本专利技术的实施例，在步骤（2）中对所述第二中空盲孔和外侧壁进行打磨，分别通过第一和第二打磨滚轮实现，其中所述第一打磨滚轮的直径略大于所述第一中空盲孔的直径。根据本专利技术的实施例，所述氧化铝粉末铺于所述加热载板上的厚度为3mm。根据本专利技术的实施例，所述圆柱形电极的直径大致等于所述第二中孔盲孔的直径。根据本专利技术的实施例，所述步骤（1）中的烧结工艺采用激光局部烧结、等离子体烧结等方式实现。本专利技术的优点如下：（1）多孔氧化铝进行分散不锈钢，当其作为等离子体电极时，可以实现局部的等离子体化，雾滴较小，球形度也能够因重量的较小而得以保障；（2）利用圆柱形电极外套一共熔体结构，可以实现其外侧共熔体在等离子体化的情况下利用旋转的电极进行离心力的分离，而中心区域保证了电极的稳定化，电流稳定得以保障。附图说明图1为本专利技术的提高3D打印不锈钢粉末球形度的方法的流程图；图2-7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1-7，本专利技术的提高3D打印不锈钢粉末球形度的方法，包括以下步骤：（1）制备氧化铝多孔块体材料：将氧化铝附着于一柱体成型体的外侧面和底面，并进行多孔烧结工艺形成多孔氧化铝材料，并将该氧化铝多孔材料从所述柱体成型体上剥离以形成氧化铝多孔块体材料，所述氧化铝多孔块体材料1为圆柱形柱体，所述圆柱形柱体的中心具有未贯穿所述圆柱形柱体的第一中空盲孔2；（2）制备氧化铝与不锈钢的共熔体：将不锈钢颗粒3填入所述第一中空盲孔2中，并进行不锈钢的熔融加热，熔融的不锈钢进入氧化铝多孔块体材料1内部，形成氧化铝与不锈钢的共熔体5，对所述第一中空盲孔2进行打磨形成第二中空盲孔4，并同时对外侧壁进行打磨，并对所述共熔体5的底部进行磨削，使得所述第二中空盲孔4贯穿呈通孔8；（3）等离子体雾化：等离子体的一圆柱形电极9插入所述通孔中作为最终的雾化电极，对打磨、磨削后的共熔体5进行等离子体熔融，并雾化成雾滴；（4）冷却成球：将雾滴冷却形成不锈钢球形粉末。其中，所述步骤（1）中的烧结工艺采用激光局部烧结、等离子体烧结等方式实现。所述圆柱形柱体的半径与所述第一盲孔的半径之比为0.5-1；所述不锈钢中含有铝成分。在步骤（2）中对所述第二中空盲孔和外侧壁进行打磨，分别通过第一和第二打磨滚轮6、7实现，其中所述第一打磨滚轮6的直径略大于所述第一中空盲孔2的直径。所述氧化铝粉末铺于所述加热载板上的厚度为3mm。所述圆柱形电极的直径大致等于所述第二中孔盲孔8的直径。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】
一种提高3D打印不锈钢粉末球形度的方法，包括以下步骤：（1）制备氧化铝多孔块体材料：将氧化铝附着于一柱体成型体的外侧面和底面，并进行多孔烧结工艺形成多孔氧化铝材料，并将该氧化铝多孔材料从所述柱体成型体上剥离以形成氧化铝多孔块体材料，所述氧化铝多孔块体材料为圆柱形柱体，所述圆柱形柱体的中心具有未贯穿所述圆柱形柱体的第一中空盲孔；（2）制备氧化铝与不锈钢的共熔体：将不锈钢颗粒填入所述第一中空盲孔中，并进行不锈钢的熔融加热，熔融的不锈钢进入氧化铝多孔块体材料内部，形成氧化铝与不锈钢的共熔体，对所述第一中空盲孔进行打磨形成第二中空盲孔，并同时对外侧壁进行打磨，并对所述共熔体的底部进行磨削，使得所述第二中空盲孔贯穿呈通孔；（3）等离子体雾化：等离子体的一圆柱形电极插入所述通孔中作为最终的雾化电极，对打磨、磨削后的共熔体进行等离子体熔融，并雾化成雾滴；（4）冷却成球：将雾滴冷却形成不锈钢球形粉末。

【技术特征摘要】
1.一种提高3D打印不锈钢粉末球形度的方法，包括以下步骤：（1）制备氧化铝多孔块体材料：将氧化铝附着于一柱体成型体的外侧面和底面，并进行多孔烧结工艺形成多孔氧化铝材料，并将该氧化铝多孔材料从所述柱体成型体上剥离以形成氧化铝多孔块体材料，所述氧化铝多孔块体材料为圆柱形柱体，所述圆柱形柱体的中心具有未贯穿所述圆柱形柱体的第一中空盲孔；（2）制备氧化铝与不锈钢的共熔体：将不锈钢颗粒填入所述第一中空盲孔中，并进行不锈钢的熔融加热，熔融的不锈钢进入氧化铝多孔块体材料内部，形成氧化铝与不锈钢的共熔体，对所述第一中空盲孔进行打磨形成第二中空盲孔，并同时对外侧壁进行打磨，并对所述共熔体的底部进行磨削，使得所述第二中空盲孔贯穿呈通孔；（3）等离子体雾化：等离子体的一圆柱形电极插入所述通孔中作为最终的雾化电极，对打磨、磨削后的共熔体进行等离子体熔融，并雾化成雾滴；（4）冷却成球：将雾滴冷却形成不锈钢球形粉末。2.根据权...

【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