[发明专利]金属粉末制备系统及制备方法

说明书

本申请涉及增材制造用金属粉末的制备技术领域的一种金属粉末制备系统及制备方法，金属粉末制备系统包括依次连接的中频熔炼炉、均质保温定量浇注炉、精控液位温度浇注包和若干组雾化机构。本申请提高了金属粉末的制备品质，使金属粉末的粉末粒度、球形度、流动性、氧含量、成分分布、粒度分布等参数均能满足高品质金属增材制造的要求，同时实现金属粉末高效连续的制备。

技术领域

本申请涉及增材制造用金属粉末的制备技术领域，尤其是涉及一种金属粉末制备系统及制备方法。

背景技术

目前国内外增材制造技术处于快速发展时期，无论是国家政策、政府科技投入、国内外技术产业高比重投入都到了高峰期，产业链渐趋完善，且近年来增材制造技术在航空航天、汽车、军工、日常生活用品等领域的应用也不断深入。如在航空航天领域，产品需求不断推陈出新和升级换代，研制周期不断缩短，制造难度不断提高，从而对复杂精密大型构件的制造提出了越来越高的要求，不仅要求具有高效、高性能复杂精密构件快速制造能力，而且要求具有大型复杂结构件的直接制造能力，传统的制造技术难以满足上述要求。

金属增材制造技术由于能够实现高性能复杂结构金属零件的无模具、快速、全致密近净成形，成为了应对该领域技术挑战的最佳新技术途径。并且，金属增材制技术可满足航空航天、武器装备、汽车零部件轻量化、一体化、拓扑优化设计和加工。零件减重是航空航天、武器装备、汽车零部件的一项重要指标，因此轻质合金材料得到了快速应用，其中铝元素由于资源丰富，合金具有密度轻、弹性好、比刚度和比强度高等一系列优良特性，在航空航天、汽车制造、国防军工等领域将被广泛应用，未来10年将会以高于45％的速度快速增长，成为金属3D打印的重要材料之一。

但增材制造用粉末要求较高，常用的粉末粒度为微米级，粉末形状为球形，流动性好，氧含量低，成分均匀，粒度分布窄等。目前常用的惰性气体雾化法、等离子旋转电极法等传统方法制备的粉末存在着球形度较差、卫星球、空心粉、粒度粗且分布宽等技术问题，同时现有技术很难连续低成本制备高品质增材制造用金属粉末，特别是铝合金粉末。

发明内容

针对上述不足，本发明的主要目的在于提供一种金属粉末制备系统及制备方法，该金属粉末制备系统，通过中频熔炼炉、气搅拌均质保温定量浇注炉和精控液位温度浇注包等装置，以及合理的工作参数设计，提高了金属粉末的制备品质，使金属粉末的粉末粒度、球形度、流动性、氧含量、成分分布、粒度分布等参数均能满足高品质金属增材制造的要求，同时实现金属粉末高效连续的制备。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供一种金属粉末制备系统，包括依次连接的中频熔炼炉、均质保温定量浇注炉、精控液位温度浇注包和若干组雾化机构。

通过使用本技术方案中的金属粉末制备系统，利用一组中频熔炼炉、均质保温定量浇注炉和精控液位温度浇注包即可为不少于一组的雾化机构连续定量补给金属熔体，达到高效连续浇注的目的，并且通过中频熔炼炉、均质保温定量浇注炉和精控液位温度浇注包在实现向雾化机构连续定量补给金属熔体的情况下，保证金属熔体在均匀性、纯度和过热度等方面的品质，以及金属熔体向雾化机构补给速度的精准把握，以此实现金属粉末的制备品质的提高，使金属粉末的粉末粒度、球形度、流动性、氧含量、成分分布、粒度分布等参数均能满足高品质金属增材制造的要求，同时实现金属粉末高效连续的制备。

另外，根据本申请的金属粉末制备系统，还可具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施方式中，所述雾化机构设置有多组并阵列布置；

优选地，所述雾化机构阵列布置为单列布置或双列布置；

优选地，所述雾化机构的数量为2～4套。

在本发明的一些实施方式中，所述均质保温定量浇注炉与所述精控液位温度浇注包之间连接有导流槽，所述导流槽由均质保温定量浇注炉出液口向精控液位温度浇注包用于金属溶体流通。