[发明专利]一种金属粉末抗氧化剂及表面改性方法

说明书

本发明涉及一种金属粉末抗氧化剂及表面改性方法，所述的抗氧化剂包括石蜡、流动性助剂和苯丙三氮唑。所述的抗氧化剂用于金属粉末的表面改性方法，包括如下步骤：步骤（1）：将雾化后筛分前的金属粉末从收粉罐中转移出来后，将所述抗氧化剂与所述金属粉末混合加入气流混料机中；步骤（2）：将所述金属粉末和所述抗氧化剂在所述气流混料机中混料，使所述金属粉末和所述抗氧化剂充分混合均匀，得到混合粉末；步骤（3）：将所述混合粉末转移至真空机械混料机中，混合后完成金属粉末的表面改性。所述用于金属粉末的抗氧化剂及金属粉末的表面改性方法，使金属粉末抗氧化性更强，在流动过程中，摩擦力更小，流动性更佳。

技术领域

本发明涉及一种用于金属粉末抗氧化剂及表面改性方法，属于金属粉末制备技术领域。

背景技术

气雾化金属粉末是粉末材料中至关重要的一种工业材料，在传统粉末冶金、注射成型、激光熔覆、增材制造等各个领域具有广泛应用。目前气雾化生产球形金属粉末的流程一般如下：块状金属通过电磁感应加热熔融成液态，通过高压气流破碎并在收集罐中冷凝成粉末。粉末经过振动筛、气流筛进行分级后混料合批，得到最终成品。氧含量和流动性是金属粉末最重要的两个性能指标之一，对于后续粉末的应用具有重要影响。例如，在传统粉末冶金及注射成型领域，粉末的氧含量和流动性不达标易导致零件烧结后致密度不够，进而降低产品强度硬度等综合性能指标；在激光熔覆领域，粉末的氧含量和流动性差易导致熔覆层开裂脱落、强度硬度以及抗磨损耐腐蚀等性能恶化；在增材制造领域，金属粉末的流动性直接决定了打印过程中铺粉是否顺滑均匀，而氧含量将直接决定材料的纯度、孔隙率，进而影响打印后产品的各项性能。由于金属粉末比表面积大，具有很高的氧化活性，在后续转运、筛分、包装等环节中易发生增氧；同时，粉末受到表面状态影响，颗粒间摩擦力较大，流动性受到影响，因此，如何对金属粉末进行抗氧化及表面改性处理，以使其在后续应用中获得最佳使用状态，是雾化制粉领域亟待研究解决的难题之一。

金属粉末包括铁基合金钢粉、模具钢粉、钛及钛合金、铝及铝合金、高温合金、钴铬合金粉等等。以常用的铁基合金钢粉末为例，铁基合金钢粉末是3D打印金属材料中研究较早、较深入的一类合金，常用的铁基合金钢有304L、316L不锈钢，M2、M4高速钢，17-4PH、15-5PH马氏体沉淀硬化钢。在3D打印领域，对铁基合金钢粉末的氧含量及流动性要求较为苛刻，3D打印所需要的铁基合金钢粉末一般为15-53微米，通常对于非真空气雾化316L不锈钢粉末氧含量要求在600ppm以内。雾化后筛分前316L不锈钢粉末氧含量为500ppm左右，但是筛分过后氧含量增加至600-650ppm，混料包装后氧含量增加至650-700ppm以上，导致产品生产过程中存在较大的质量风险。同样，其他类型的模具钢粉、钛及钛合金、铝及铝合金、高温合金、钴铬合金粉等金属粉末也同样存在类似的问题。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种金属粉末的抗氧化剂及表面改性方法，使金属粉末抗氧化性更强，在流动过程中，摩擦力更小，流动性更佳。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种金属粉末的抗氧化剂，所述的抗氧化剂包括石蜡、流动性助剂和苯丙三氮唑，所述石蜡、流动性助剂和苯丙三氮唑混合均匀得到所述的抗氧化剂，所述石蜡、流动性助剂和苯丙三氮唑的质量比为1：（0.5-3）：（0.5-3）。

所述的金属粉末包括基合金钢粉、模具钢粉、钛及钛合金、铝及铝合金、高温合金、钴铬合金粉，但不局限于这几种金属粉末。

进一步的，所述石蜡、流动性助剂和苯丙三氮唑的粒径均小于53微米。

进一步的，所述的流动性助剂为硬脂酸盐类化合物，

进一步的，所述的硬脂酸盐类化合物为：硬脂酸镁、硬脂酸铁、硬脂酸钾、硬脂酸锌和硬脂酸钠中的任意一种或多种组合。

进一步的，所述石蜡、流动性助剂和苯丙三氮唑的质量比为1：1.5：1.5。