一种3D打印用软磁粉末及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种3D打印用软磁粉末及其制备方法。本发明专利技术的3D打印用软磁粉末的制备方法包括以下步骤：将铁基粉末加入中频感应熔炼炉，再用保护气体置换出炉内的空气，再进行保温精炼和气流雾化，再进行筛分和退火处理，即得3D打印用软磁粉末。本发明专利技术的3D打印用软磁粉末的成分可控、卫星颗粒少、流动性好、非金属夹杂物和气体含量少，完全满足3D打印的性能要求，适合进行大规模推广应用。适合进行大规模推广应用。适合进行大规模推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印用软磁粉末及其制备方法


[0001]本专利技术涉及3D打印金属耗材
，具体涉及一种3D打印用软磁粉末及其制备方法。

技术介绍

[0002]3D打印，又称增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的快速成型技术。近年来，随着电力电子器件向节能化、小型化和高精度化方向发展，3D打印技术也逐渐开始被应用到磁性元器件的制备之中。然而，现有的3D打印金属粉末主要是钛合金、不锈钢、钴基合金粉末等结构性材料，尚不存在合金成分控制、粒度组成、形貌、流动性等方面的性能均适合3D打印的软磁粉末。
[0003]因此，开发一种综合性能优异的3D打印用软磁粉末具有十分重要的意义。
[0004]以上陈述仅仅是提供与本专利技术有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的之一在于填补市场空白，提供一种成分可控、卫星颗粒少、流动性好、非金属夹杂物和气体含量少、完全满足3D打印的性能要求的软磁粉末。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种3D打印用软磁粉末的制备方法。
[0007]本专利技术所采取的技术方案是：
[0008]一种3D打印用软磁粉末的制备方法包括以下步骤：将铁基粉末加入中频感应熔炼炉，再用保护气体置换出炉内的空气，再进行保温精炼和气流雾化，再进行筛分和退火处理，即得3D打印用软磁粉末。
[0009]优选的，所述铁基粉末为铁粉、碳素钢粉末、钼铁合金粉末、锰铁合金粉末、硅铁合金粉末中的至少一种。
[0010]优选的，所述保护气体为氮气、氩气中的至少一种。
[0011]优选的，所述置换的方式为抽真空。
[0012]优选的，所述保温精炼在1580℃～1700℃下进行。保温精炼的温度会影响熔体的流动性，温度过低会造成气流雾化无法正常进行，而温度过高则会导致熔体中的非金属夹杂物含量升高，影响软磁粉末的磁性能，保温精炼的温度1580℃～1700℃最为合适。
[0013]优选的，所述保温精炼的时间为5min～10min。
[0014]优选的，所述气流雾化在压力25MPa～50MPa的条件下进行。气流雾化是通过高压气流击碎金属液流以获得金属粉末，气体压力是最重要的参数，当气体压力为25MPa～50MPa时，收率高，粉末细。
[0015]优选的，所述气流雾化采用的雾化装置的网眼直径为1mm～6mm。
[0016]优选的，所述筛分进行了两次，采用的旋振筛依次为270目的旋振筛和500目的旋振筛。
[0017]优选的，所述退火处理在200℃～1000℃下进行。
[0018]优选的，所述退火处理的时间为30min～240min。
[0019]本专利技术的有益效果是：本专利技术的3D打印用软磁粉末的成分可控、卫星颗粒少、流动性好、非金属夹杂物和气体含量少，完全满足3D打印的性能要求(具体要求：D
10
为15μm～20μm，D
50
为25μm～40μm，D
90
为50μm～60μm，松装密度>3.0g/cm3，振实密度>4.3g/cm3，流动性为<30s/50g，氧含量<500ppm，形貌为球形)，适合进行大规模推广应用。
[0020]具体而言：
[0021]1)本专利技术的3D打印用软磁粉末的卫星颗粒(较大的球形颗粒周围粘连着小的球形颗粒称为“卫星颗粒”)少，粉末的流动性好，在进行3D打印时粉末可以很好地铺展；
[0022]2)本专利技术的3D打印用软磁粉末在制备时进行的是惰性气体保护的退火处理，可以在保证磁性能得到提升的同时消除粉末中的内应力，由其打印得到的零件不会出现应力导致的裂纹；
[0023]3)本专利技术的3D打印用软磁粉末的非金属夹杂物和气体含量少，粉末的内部缺陷少，粉末的整体性能优异，可以减少3D打印过程中的产品质量缺陷；
[0024]4)本专利技术的3D打印用软磁粉末填补了市场空白，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0025]图1为实施例1的3D打印用软磁粉末的SEM图。
[0026]图2为实施例2的3D打印用软磁粉末的SEM图。
[0027]图3为实施例3的3D打印用软磁粉末的SEM图。
[0028]图4为对比例1的软磁粉末的SEM图。
[0029]图5为对比例2的软磁粉末的SEM图。
[0030]图6为对比例3的软磁粉末的SEM图。
具体实施方式
[0031]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的解释和说明。
[0032]实施例1：
[0033]一种3D打印用软磁粉末，其制备方法包括以下步骤：
[0034]将87.7kg的铁粉加入中频感应熔炼炉，加热至铁粉融化后再加入0.3kg的锰铁合金粉末和12kg的硅铁合金粉末，再抽真空至炉内压力为3Pa，再注入氮气至炉内压力为0.1MPa，再升温至1680℃，保温精炼5min，再进行气流雾化，雾化压力为48MPa，采用的雾化装置的漏眼直径为6mm，再冷却400min，再依次用270目的旋振筛和500目的旋振筛进行筛分，再置于600℃下退火120min，即得3D打印用软磁粉末。
[0035]本实施例的3D打印用软磁粉末的扫描电镜(SEM)图如图1所示。
[0036]由图1可知：本实施例的3D打印用软磁粉末中仅存在极少的卫星颗粒，球形度好。
[0037]实施例2：
[0038]一种3D打印用软磁粉末，其制备方法包括以下步骤：
[0039]将89.5kg的铁粉加入中频感应熔炼炉，加热至铁粉融化后再加入0.5kg的锰铁合金粉末和10kg的硅铁合金粉末，再抽真空至炉内压力为10Pa，再注入氮气至炉内压力0.1MPa，再升温至1650℃，保温精炼5min，再进行气流雾化，雾化压力为38MPa，采用的雾化
装置的漏眼直径为5mm，再冷却400min，再依次用270目的旋振筛和500目的旋振筛进行筛分，再置于700℃下退火30min，即得3D打印用软磁粉末。
[0040]本实施例的3D打印用软磁粉末的SEM图如图2所示。
[0041]由图2可知：本实施例的3D打印用软磁粉末中仅存在很少的卫星颗粒，球形度好。
[0042]实施例3：
[0043]一种3D打印用软磁粉末，其制备方法包括以下步骤：
[0044]将87.7kg的铁粉加入中频感应熔炼炉，加热至铁粉融化后再加入0.3kg的锰铁合金粉末和12kg的硅铁合金粉末，再抽真空至炉内压力为3Pa，再注入氮气至炉内压力为0.1MPa，再升温至1680℃，保温精炼5min，再进行气流雾化，雾化压力为28MPa，采用的雾化装置的漏眼直径为6mm，再冷却400min，再依次用270目的旋振筛和500目的旋振筛进行筛分，再置于600℃下退火120min，即得3D打印用软磁粉末。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印用软磁粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将铁基粉末加入中频感应熔炼炉，再用保护气体置换出炉内的空气，再进行保温精炼和气流雾化，再进行筛分和退火处理，即得3D打印用软磁粉末。2.根据权利要求1所述的3D打印用软磁粉末的制备方法，其特征在于：所述铁基粉末为铁粉、碳素钢粉末、钼铁合金粉末、锰铁合金粉末、硅铁合金粉末中的至少一种。3.根据权利要求1所述的3D打印用软磁粉末的制备方法，其特征在于：所述保护气体为氮气、氩气中的至少一种。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的3D打印用软磁粉末的制备方法，其特征在于：所述保温精炼在1580℃～1700℃下进行。5.根据权利要求4所述的3D打印用软磁粉末的制备方法，其特征在于：所述保温精炼的时间为5min～10...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建军，
申请(专利权)人：清远市晶瑞合金材料有限公司，
类型：发明
国别省市：