球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法技术

本发明专利技术公开了一种球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法，该方法包括：将回收的球形高温合金粉末GH4169筛分得到粒径在15

【技术实现步骤摘要】
球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法


[0001]本专利技术涉及粉末冶金
，特别是涉及一种球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法。

技术介绍

[0002]球形金属粉末是金属增材制造(3D打印)的核心材料，是增材制造产业链中最重要的环节，与增材制造技术的发展息息相关。权威专家给增材制造金属粉末的性能提出明确要求：流动性好、球形度好、含氧量低、纯度高、粒径分布窄等。随着金属增材制造技术的飞速发展，球形金属粉末的市场将保持高增长态势，2016年3D打印金属粉的市场规模约为2.5亿美元，据IDTechEx预测，到2025年增材制造金属粉末的市场规模将达到50亿美元。
[0003]高温合金GH4169在
‑
253～700℃温度范围内具有良好的综合性能，650℃以下的屈服强度居变形高温合金的首位，并具有良好的抗疲劳、抗辐射、抗氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，作为3D打印材料，高温合金GH4169金属粉末能够制造各种形状复杂的零部件，在3D打印领域具有重要的应用。但是，由于球形高温合金GH4169金属粉末的制造成本多年以来居高不下，欧美企业近几年纷纷通过技术创新和规模化生产等手段压缩球形高温合金GH4169金属粉末制造成本，导致球形高温合金GH4169金属粉末的高成本问题成为国产材料应用推广和参与全球竞争的拦路虎。
[0004]此外，现有技术中，高温合金GH4169金属粉末应用于增材制造时存在原材料浪费严重的问题，比如熔融沉积成形(FDM)3D打印机，加工过程中需要用金属粉末将融床全部覆盖，但实际上只有部分金属粉末受激光照射熔融，未熔融的金属粉末残余留在激光3D打印工作区内或真空电子束真空室内，受高温及激光的影响其流动性变差、球形度降低、含氧量升高，不满足金属粉末增材制造使用标准，如江苏威拉里新材料科技有限公司制定的企业标准，其中氧含量不大于0.040％、球形度平均值不小于0.85和霍尔流速(流动性)应不大于35s/50g尤为重要。不满足使用标准的粉末无法直接回收使用，造成极大浪费。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法，该方法作为降低球形高温合金粉末GH4169成本的补充方法，能够改善回收的球形高温合金粉末GH4169的流动性、提高球形度、降低含氧量，使其满足金属粉末增材制造使用标准，实现球形高温合金粉末GH4169的回收利用，节约资源和成本。
[0006]本专利技术的目的采用以下技术方案实现：
[0007]本专利技术提供一种球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法，包括：
[0008]S1：将回收的球形高温合金粉末GH4169筛分得到粒径在15
‑
53μm范围的粉末；
[0009]S2：将步骤S1中得到的粉末中的金属氧化物去除；
[0010]S3：对步骤S2中得到的去除金属氧化物粉末进行等离子体球化处理；
[0011]S4：对步骤S3中等离子体球化处理后的粉末依次进行酸洗、水洗和干燥，得到可再
利用的球形高温合金粉末GH4169。
[0012]其中，步骤S1将回收的球形高温合金粉末GH4169进行筛分，去除因烧结而粒径变大以及因开裂而粒径减小超出使用标准范围的颗粒，得到粒径范围满足使用标准的颗粒；
[0013]步骤S2采用镊子直接夹持剔除方法，去除步骤S1中得到的球形高温合金粉末GH4169中的氧化物，显著降低球形高温合金粉末GH4169的氧含量；
[0014]步骤S3对步骤S2中得到的去除金属氧化物粉末进行等离子体球化处理，所用处理设备为射频氩感应等离子体发生器，步骤S2中得到的去除金属氧化物粉末在射频氩感应等离子体发生器中受热融化形成液滴，由于液体表面张力的作用，液滴呈球形，冷却后，得到等离子体球化处理后的粉末，显著提高了球形高温合金粉末GH4169的球形度，球形粉末在相对运动时较非球形粉末阻力降低，故步骤S3亦提高了粉末的流动性；
[0015]步骤S4对步骤S3中等离子体球化处理后的粉末进行酸洗，通过金属氧化物与酸性溶液的复分解反应，粉末中的氧元素与氢离子反应生成水而被去除，进一步降低球形高温合金粉末GH4169的氧含量。
[0016]经步骤S1
‑
S4的处理，回收的球形高温合金粉末的粒径范围、流动性、氧含量、纯度均达到使用标准，可进行回收利用，节约了资源和成本。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，在步骤S4中，对粉末进行酸洗采用的酸洗液为质量分数为5
‑
8％的盐酸水溶液或质量分数为3
‑
5％的硝酸水溶液；对粉末进行水洗包括：使用去离子水，采用超声清洗或电磁搅拌清洗方式对粉末进行水洗。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，还包括对步骤S4中经过水洗得到的粉末在除氧环境下进行烘干的步骤，烘干时，所述球形高温合金粉末GH4169的铺粉厚度为5
‑
8mm，合适的铺粉厚度有利于粉末中水分的快速蒸发，提高处理效率；烘干温度为80
‑
85℃，除氧环境为：抽真空至300Pa，保持真空度10
‑
15min后填充惰性气体至高于大气压30
‑
50Pa并保持10
‑
15min，上述过程重复进行3
‑
5次；所述烘干步骤结束后，保持惰性气体氛围自然降温至常温。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，步骤S3中等离子体球化处理的处理设备为射频氩感应等离子体发生器，射频氩感应等离子体发生器的电感频率为3.5MHz，射频氩感应等离子体发生器的功率为80
‑
100kW。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，步骤S4还包括在惰性气体氛围中对干燥后的粉末进行搅拌，粉末倒入搅拌器内搅拌至粉体颗粒之间无粘接，搅拌器转速为40
‑
60rpm以减少粉末颗粒之间的粘接。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，步骤S4还包括将搅拌后的粉末包装在密封容器中。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果至少包括：
[0023]本专利技术提供的一种球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法，能够筛分出满足金属粉末增材制造使用标准粒径范围的粉末颗粒，改善回收的球形高温合金粉末GH4169的流动性、提高球形度、降低含氧量，使其满足金属粉末增材制造使用标准，实现球形高温合金粉末GH4169的回收利用，节约资源和成本。
附图说明
[0024]图1是本专利技术实施例的球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法的流程示意框图。
[0025]图2是本专利技术实施例的步骤S3中使用的射频氩感应等离子体发生器的局部结构示意图。
[0026]图3是本专利技术实施例的回收的球形高温合金粉末GH4169经过步骤S1筛分处理后的扫描电子显微镜图片。
[0027]图4是根据本专利技术实施例的球形高温合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法，其特征在于，包括：S1：将回收的球形高温合金粉末GH4169筛分得到粒径在15
‑
53μm范围的粉末；S2：将步骤S1中得到的粉末中的金属氧化物去除；S3：对步骤S2中得到的去除金属氧化物粉末进行等离子体球化处理；S4：对步骤S3中等离子体球化处理后的粉末依次进行酸洗、水洗和干燥，得到可再利用的球形高温合金粉末GH4169。2.根据权利要求1所述的球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法，其特征在于，所述步骤S4中，对粉末进行酸洗采用的酸洗液为质量分数为5
‑
8％的盐酸水溶液或质量分数为3
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5％的硝酸水溶液。3.根据权利要求1所述的球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法，其特征在于，所述步骤S4中，对粉末进行水洗包括：使用去离子水，采用超声清洗或电磁搅拌清洗方式对粉末进行水洗。4.根据权利要求1所述的球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法，其特征在于，还包括：对步骤S4中经过水洗得到的粉末在除氧环境下进行烘干。5.根据权利要求4所述的球形高温合金粉末GH4169的回收再利用方法，其特征在于，烘干时，所述球形高温合金粉末GH4169的铺粉厚度为5
‑
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【专利技术属性】
技术研发人员：叶高英，古忠涛，
申请(专利权)人：苏州英纳特纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：