[发明专利]一种3D打印用铁硅铝金属粉末及其制备方法

说明书

本发明涉及粉末金属领域，具体公开了一种3D打印用铁硅铝金属粉末及其制备方法；旨在解决由于激光或电子束本身的特性，极易在下层材料形成孔洞的问题；本发明包括以下重量百分比的组分，2.1‑7.8％Fe、0.15％‑0.9％Sc、0.1‑0.3％Zr、1.0‑1.5％Cu和1.0‑6.2％Si，余下成分为铝；本发明通过远离Si‑Al合金相图共晶点的成分配比，来降低液相合金的流动性，同时为保证液相合金的力学性能，通过增加一定比例的铁、铜、钪和锆来增加它的表面张力从而在抑制液滴流动的同时起到促进液滴尺寸变大的作用，从而降低激光束或电子束对下层材料造成孔洞；同时本发明也具有良好的延展性，便于加工为薄型结构，便于使用。

技术领域

本发明涉及粉末金属领域，具体为一种3D打印用铁硅铝金属粉末及其制备 方法。

背景技术

增材制造又称“3D打印”，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分 层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、 塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产 品。

铝合金打印材料已经被应用于火箭发动机喷嘴、飞机复杂结构件、航空发 动机复杂构件等武器装备产品研制中获得应用，并且开始由研究开发阶段向工 程化应用阶段迈进。金属三维打印材料的应用领域相当广泛，如石化工程、航 空航天、汽车制造、注塑模具等。这项技术已被应用于多个行业领域，并且发 挥着越来越重要的作用。

但是，现有的3D打印技术多直接采用将金属粉末铺设在基底材料上再用激 光或电子束进行熔融堆叠，重复多次后即实现增材制造。

实施时由于金属粉末在熔融为液滴后，将会与其他液滴结合成为较大的液 滴，在冷却前具有一定的流动性，加上激光或电子束本身的特性，极易在下层 材料形成孔洞。

发明内容

本发明提出一种3D打印用铁硅铝金属粉末及其制备方法，解决了现有技术 中容易在材料本身形成孔洞的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明公开的3D打印用铁硅铝金属粉 末，包括以下重量百分比的组分，2.1-7.8％Fe、0.15％-0.9％Sc、0.1-0.3％Zr、 1.0-1.5％Cu和1.0-6.2％Si，余下成分为铝。

进一步地，所述Fe、Sc、Zr、Cu、Si和铝均为金属粉末，金属粉末粒径在 10-80μm。

为得到更优质的3D打印用铁硅铝金属粉末，本发明还公开了所述3D打印 用铁硅铝金属粉末制备方法，包括以下步骤：

S1.将各组分金属粉末混合均匀后加入熔锻炉中熔锻6-18h后得到熔液；

S2.将步骤1中得到的熔液加入离心雾化器中，冷却后即得到金属粉末。

进一步地，所述S1中熔锻炉内温度为800-1200℃。

进一步地，所述S2中的离心雾化器在保护气氛下完成雾化。

进一步地，所述S2得到金属粉末可加工为线材或压延为薄型材料。

有益效果

本发明通过远离Si-Al合金相图共晶点的成分配比，来降低液相合金的流动 性，同时为保证液相合金的力学性能，通过增加一定比例的铁、铜、钪和锆来 增加它的表面张力从而在抑制液滴流动的同时起到促进液滴尺寸变大的作用， 从而降低激光束或电子束对下层材料造成孔洞；同时本发明也具有良好的延展 性，便于加工为薄型结构，便于使用。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动 前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。