[发明专利]一种3D打印金属粉末的制备工艺

说明书

本发明适用3D打印粉技术领域，本发明提供了一种3D打印金属粉末的制备工艺，本发明中通过雾化制粉，本发明中的金属粉末通过进行球化处理，可使得铜混合液包裹在主体粉的表面，从而可填充主体粉表面的孔隙，即可得到球形金属粉末，从而在提高了金属粉末的流动性的同时提高了金属粉末的密度，则便于金属粉末在加工过程中铺粉，利于产品的成型，且本发明中的金属粉末在淬火处理的同时进行高压处理，可进一步提高粉末密度。

技术领域

本发明属于3D打印粉技术领域，尤其涉及一种3D打印金属粉末的制备工艺。

背景技术

3D打印，又称增材制造、积层制造，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技术，该技术最早在20世纪80年代中期由美国提出。3D打印常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，对传统的工艺流程、生产线、工厂模式、产业链组合产生深刻影响，是制造业有代表性的颠覆性技术。

3D打印金属粉末作为金属零件3D打印产业链最重要的一环，也是最大的价值所在。在“2013年世界3D打印技术产业大会”上，世界3D打印行业的权威专家对3D打印金属粉末给予明确定义，即指尺寸小于1mm的金属颗粒群，包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末。现有的3D打印金属粉末在生产过程中会产生孔隙，从而会影响产品的密度，则会降低产品质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印金属粉末的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种3D打印金属粉末的制备工艺，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)原料预处理：分别去除钛、铜和镍的表面氧化层，具体步骤如下：将磨料与水混合，使得磨料与水的质量比3：1，配置得到砂浆，将砂浆经抛丸器抛射至钛的表面，抛射去除氧化层，去除氧化层的同时，也可以去除钛表面的其他异物；将铜放在加热炉上加热，使得加热温度在400-500℃，待铜发红后，立即输入到酒精中，使得铜表面的氧化铜被还原为铜；以镍为阴极电解氢氧化钠溶液,使得镍表面的氧化镍被还原为镍；

2)制粉：首先将熔炼炉进行抽真空处理，然后将步骤1)预处理后得到的钛、铜和镍分别投入真空的熔炼炉中，升温加热熔化至液态，得到钛液、铜液和镍液；然后将钛液和镍液进行混合搅拌加热，得到合金溶液；然后将合金溶液输入气雾化喷吹一体化设备中，进行雾化制粉，即可得到主体粉；

3)球化处理：将步骤2)中得到的主体粉输入加热炉中，在加热炉中通入惰性气体，且所述加热炉中设有振动槽，使得主体粉处于加热炉中的振动槽中，在将步骤2)中制得的铜液中加入铝锰合金，得到铜混合液，将铜混合液均匀喷洒输入所述加热炉中的振动槽中，所述铜混合液为主体粉总质量的4-6％，使得铜液与主体粉晃动处理3-5分钟，通过振动槽的晃动，可使得主体粉在振动槽中滚动，使得铜混合液包裹在主体粉的表面，可填充主体粉表面的孔隙，然后降低加热炉中的温度，同时进行振动槽的晃动，使得铜液凝固在金属粉末的孔隙中，即可得到球形金属粉末；

4)将步骤3)中制得的球形金属粉末通过液氮进行冷却，冷却后进行筛选；

5)将筛选得到的金属粉末在500-600℃进行高温加热，同时在4-6MPa的高压条件下，加热30-40分钟，然后将加热后的金属粉末输入到含有矿物质的水中，进行冷却淬火，重复上述操作三次，即可得到3D打印的金属粉末。

优选地，在所述步骤1)中，所述磨料为金刚砂。

优选地，在所述步骤1)中，使得磨料与水的质量比3：1。

优选地，在所述步骤2)中，熔炼炉内的温度维持在1700-1800℃，即可得到合金溶液。

优选地，在所述步骤3)中，所述惰性气体为氩气。