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你必须知道的金属3D打印粉末制备方法

日期: 2016-11-02
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目前EBM、SLM技术中常用的金属粉末类型有:

你必须知道的金属3D打印粉末制备方法

 制备方法一般包括如下:

  1. 机械粉碎法

  固态金属机械粉碎法是一种独立的制粉方法又可作为某些制粉方法的补充工序。即依靠压碎、击碎和磨削等作用,将块状金属、合金或化合物粉碎成粉末。以粉碎的最终程度可分粗碎和细碎两类。

  若要进一步减小或增大粉末粒度、合金化等可进一步选择机械研磨(如:球磨)

  适用材料:Fe 、Al、纯Ti粉及Fe基合金

  2. 雾化法

  雾化法是将液态金属和合金直接破碎成细小液滴,快速凝固后形成粉末的过程。高速的气流或水流既是破碎金属液的动力也是金属液流的冷却剂。任何能形成液体的材料基本上都可进行雾化。

  对于低熔点的金属粉末,其制粒过程是让熔融的金属通过小孔或筛网自动的注入到空气或水中,冷凝后得到金属粉末,这种方法制得粉末粒度较粗;

  另一种制备精细粉末的方法:水雾化或气雾化法;离心雾化法;以及超音速脉冲惰性气体雾化法。以钛合金粉末为例,将钛合金粉末熔炼后经高纯氩气气流雾化成细小液滴,其在重力作用下降落经过惰性气流,在其冷却下将细小颗粒凝固成粉末的过程。

  目前应用较多的有真空雾化法和惰性气体雾化法(尤其适合活性金属粉末的制备)。

  适用材料:Fe、Cu、难熔金属、不锈钢、Ti合金等

  3.还原法

  还原法是用还原剂还原金属氧化物及盐类来制取金属粉末的方法,其中还原剂可以是固态、气态或液态。包括碳还原法、气体还原法、氢还原法、金属热还原、

  适合材料:Fe、W、Ta、Zr为代表的稀有金属及难熔金属粉末

  4.气相沉积法

  即利用金属蒸汽冷凝,气相还原剂化学气相沉积法。这些材料的特点是具有较低的熔点和较高的挥发性。

  原理:包含化学气相法和物理气相法。电爆炸金属钛丝可制备纳米球形钛粉

你必须知道的金属3D打印粉末制备方法

 5. 电解法

  在一定条件下,将粉末从电解槽的阴极沉积出来的方法。在使用频率上电解法仅次于还原法。虽然制造成本较高,但其制备纯度也很高,对金属粉末有类似提纯的作用。

  原理:化学电解

  适用材料:Fe、Cu、Ni、Ti等金属粉末,以及金属间化合物

  6. 旋转电极法

  目前生产规模最大且最具代表的高温合金粉末的制备方法:等离子旋转电极制粉法(即PREP法),其制备粉末形状好(圆球状)、气孔粉少、含氧量低。该方法成本较高,一般适合于航空航天及生物医用领域。

  原理:在密封雾化室内利用等离子枪产生等离子流,使高速旋转合金棒料电机端部熔化,在离心力作用下液态金属雾化成极小液滴飞射初期,在惰性气体中冷却。

  适用材料:Ni基等难熔金属、Ti等活泼金属

  7. 球化法

  球化法主要有:射频等离子球化、激光等离子球化和其他热源的球化

  原理:以等离子球化为例:将形状不规则钛粉颗粒混合惰性气体加入到等离子体炬中,通过等离子体炬迅速加热熔化,在表面张力作用下熔融的颗粒形成球形度很高的液滴,在极短时间快速冷却而获得球形粉。

  适用材料:主要用于不规则金属粉的二次加工。



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