[发明专利]一种氢气推舟高温烧结回收高温合金粉末的方法

说明书

本发明提供一种氢气推舟高温烧结回收高温合金粉末的方法，将需要回收的粒度外球形高温合金粉末依次放入推舟中，将粉末在舟内推平，粉末上面压上该合金粉末同成分的压块。然后启动氢气推舟炉。启动加热系统，温度从进舟到出舟温度依次升高。然后将带料推舟从氢气还原炉低温区的入口推入，最后从氢气还原炉另一端出口出舟。本发明的优点在于：不需要任何添加剂或者粘接剂、对需要回收的粉末粒度没有任何限制，直接一次烧结成型，且不增加氮氮含量，根据粉末牌号不同氧氮含量还会不同程度降低。连续推舟且只需要烧结致密即可，推舟时间短暂、成本低廉。

技术领域

本发明涉及高温合金3D打印粒度外球形粉末回收技术领域，特别涉及一种氢气推舟高温烧结回收高温合金粉末的方法。

背景技术

当前国内高温合金3D打印主要采用高能激光成型(采用电子束成型工艺较少)，根据原料球形粉末供给方式，分为送粉和铺粉两种工艺：铺粉工艺通常用的是15-53μm的粉末，送粉的通常用53-105微米的粉末。

对于铺粉工艺，小于15μm和大于53μm的都不适合3D打印用，因为太细了(小于15μm)流动性差，太粗了(大于53μm)因为激光光斑直径小难以覆盖，导致产品精度和表面粗糙度差。送粉工艺激光能量大一些，激光光板直径也大，所以能用到53-105μm粒度的粉末。铺粉可以做到层厚0.02mm，打印件精度高，尤其对于有内流道的零件，可以实现极其复杂工件的打印，但效率不高。送粉成型效率高，但是因为粉末粒度大、产品表面粗糙，不能做过于复杂的件，一般用于大结构件。

因此，当前国内高温合金3D打印主要采用铺粉工艺，常规制粉方式产生的小于15μm和大于53μm的粒度外球形粉末占到了总量的50％以上，这些粒度外球形粉末因上述原因不能用于铺粉工艺，只能回收重熔，因此业内相关企业都在积极探索高温合金粒度外粉末的回收方法。

高温合金由于元素多且氧氮要求极高，通常需要真空熔炼。真空熔炼则需要粉末成型且不松散、不飘散才能顺利进行。常规粉末压制成型工艺遇到的问题主要是高温合金球形粉末硬度太高，球形的弹性后效大难以常温下液压成型。其它工艺如有机物粘接成型容易引入杂质或者如高温压制成本太高。国内专利201910810891.X提供了一种较理想的解决方案，通过选择适当粒度和配比的高温合金基体元素的纯金属粉末，掺入到高温合金粉末的废料中去，混合均匀后模压成型，不引入杂质，室温下可以成型，获得了良好的效果。

但是该专利仍然需要添加粉末状的基体纯金属，对于有些硬度极高的高温合金球形粉末的回收，需要添加的基体纯金属粉末达到了15％以上，而纯金属粉末的价格比基体纯金属要高10％以上，而且不可避免的氧氮含量比块状纯金属的更高。另外当粒度小于15μm的超细粉比例大于30％时候，需要掺入更多的基体纯金属粉末才能起到很好压制效果。因此还需要开发更加简单易行且成本低廉的回收方法。

发明内容

针对上述问题，本发明专利提供一种氢气推舟高温烧结回收高温合金粉末的方法，不需要添加任何粘接剂，通过氢气保护下推舟高温合金粒度外粉末高温下烧结成块，从而实现通用的高强粉末成型工艺，且不增氧氮等气体杂质，为后续重熔做好充分准备，氢气保护下还原产物是水，没有环境污染问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种氢气推舟高温烧结回收高温合金粉末的方法，包括以下步骤：

S10、将需要回收的粒度外球形高温合金粉末依次放入推舟中并推平；

S20、采用与粒度外球形高温合金粉末成分相同的压块盖压在经步骤S10推平的粒度外球形高温合金粉末上；

S30、采用氢气将推舟炉内的空气排净，随后点燃推舟炉两端的氢气；

S40、启动推舟炉的加热系统，并控制推舟炉内地温度沿推舟的推送方向逐渐升高；