[发明专利]一种铝合金粉末及其流动性改善方法与其应用方法

说明书

本发明公开了一种铝合金粉末及其流动性改善方法与其应用方法，其中，所述铝合金粉末的流动性改善方法包括以下步骤：步骤1，将粒径为10～60μm的铝合金粉末置入等离子处理装置的装粉舱中，并控制等离子处理装置内的真空度至0.01Pa以下；步骤2，将惰性气体通入至所述等离子处理装置内，以使等离子处理装置内的压力达到4～6kPa；步骤3，点燃等离子处理装置内的等离子枪，以得到目标等离子体；步骤4，开启送粉器，以预设的送粉角度和送粉速率将铝合金粉末送入等离子体焰流中，以使铝合金粉末发生表面改性。本发明旨在提高铝合金粉末的流动性。

技术领域

本发明涉及铝合金粉末技术领域，尤其涉及一种铝合金粉末及其流动性改善方法与其应用方法。

背景技术

目前，激光选区熔化(Selective lasermelting，简称SLM)是金属材料增材制造中的一种主要技术途径，该技术选用激光作为能量源，按照三维CAD切片模型中规划好的路径在金属粉末床层进行逐层扫描，扫描过的金属粉末通过熔化、凝固从而达到冶金结合的效果，最终获得模型所设计的金属零件，其原材料使用金属粉末，其中包括铝合金、铜合金、镍合金、钛合金等多种金属种类。同时，基于金属粉末粒径越大，流动性越好，但是较大的粉末颗粒影响对激光能量的吸收，不容易形成良好的熔池，导致气孔缺陷增加；而金属粉末粒径越小，表面活性更高，越有利于激光的吸收，熔池更稳定，但是较小的粒径降低粉末的流动性，影响铺粉的均匀性。

目前，国内现有的大部分气雾化铝合金粉末因为氧含量较高、球形度差、粒径范围过大等问题导致SLM成形所需的高性能铝合金粉末大多仍从国外进口，但现有技术中针对铝合金粉末流动性差的问题，主要有两种，其一为提高粉末粒径大小，在要求粒径分布范围内尽量提高D10的数值，减小细粉的占比。这种方式提升的粉末流动性是随着粒径大小变化而变化的，但是用于增材制造的粉末粒径一般都有要求，不会为了提高流动性而降低粉末成形质量的稳定性，所以存在局限性。其二为添加润滑剂，如聚乙二醇、硬质酸锂、二流化钼等，通过物理吸附或自润滑的方式改善粉末的流动性能，此种方式能较好的提升粉末流动性，但是增材制造技术对于金属粉末材料的成分要求较高，通过引入润滑剂的方式，显然会导致粉末的杂质含量增加，从而影响粉末成形的稳定性。进而，上述两种处理方式都存在一定的弊端，所以针对增材制造用铝合金粉末流动性改善的工艺技术，有必要进一步进行研究开发。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种铝合金粉末及其流动性改善方法与其应用方法，旨在解决现有的增材制造用铝合金粉末流动性差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种铝合金粉末的流动性改善方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将粒径为10～60μm的铝合金粉末置入等离子处理装置的装粉舱中，并控制等离子处理装置内的真空度至0.01Pa以下；

步骤2，将惰性气体通入至所述等离子处理装置内，以使等离子处理装置内的压力达到4～6kPa；

步骤3，点燃等离子处理装置内的等离子枪，以得到目标等离子体；

步骤4，开启送粉器，以预设的送粉角度和送粉速率将铝合金粉末送入等离子体焰流中，以使铝合金粉末发生表面改性。

可选地，所述步骤3具体包括：开启等离子处理装置内的循环风和水冷机，打开出气阀门并调节出气流量，进行引弧处理，以点燃等离子枪。

可选地，所述步骤3还包括控制等离子枪的电流为100～300A、电压为10～60V，以控制等离子体的功率。

可选地，所述步骤4中的送粉角度为10～80°，送粉速率为10～20g/min。

可选地，所述出气流量为30～80L/min。

可选地，所述步骤2中的惰性气体为氩气、氦气、氮气和氢气中的至少一种。

可选地，所述步骤4中的送粉角度为60°。