[发明专利]一种钼金属格栅的制备方法

摘要

本发明公开了一种钼金属格栅的制备方法，该方法包括：一、将钼粉末依次经冷等静压、高温烧结、热精锻和矫直处理得到钼棒；二、采用等离子旋转电极制粉设备将钼棒加工成球形钼粉；三、以球形钼粉为原料，采用粉末床电子束3D打印机制备钼金属格栅成型件，然后依次经退火、热等静压处理和碱洗得到钼金属格栅。本发明将钼粉末制备成球形钼粉，然后采用粉末床电子束3D打印机制备得到钼金属格栅，利用球形钼粉流动性好，颗粒致密均匀，快速熔融后紧密结合且电子束的热量较高的特点，克服了钼金属强度高、塑性低、极易氧化、成型性能差、难以加工成复杂结构件和功能件的缺点，提高了钼金属格栅的规格和使用性能，节约了制备成本。

主权项

1.一种钼金属格栅的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、钼棒的制备：步骤101、将钼粉末装入预制胶套模具中，经振实处理后用胶塞封口，然后置于冷等静压机的承压腔内进行冷等静压处理，经脱模后得到钼棒素坯；所述钼粉末的粒度为2.0μm～4.5μm，钼粉末的质量纯度不小于99.95％，氧的质量含量不大于1500ppm，钼粉末的振实密度为2.0g/cm3～6.0g/cm3；步骤102、将步骤101中得到的钼棒素坯的外表面进行修整，然后置于真空炉中进行高温烧结处理，得到钼棒半成品；步骤103、将步骤102中得到的钼棒半成品进行热精锻，得到锻造钼棒，将锻造钼棒进行矫直处理后车去表层氧化皮，得到钼棒；所述热精锻的开坯温度为1380℃～1500℃，锻造制度为一火三道次；步骤二、球形钼粉的制备：步骤201、将步骤103中制备得到的钼棒的一端夹持在等离子旋转电极制粉设备的三爪卡盘上，另一端伸入等离子旋转电极制粉设备的高温型腔中央，并在与等离子辅助电极形成的空间内产生等离子电弧；步骤202、利用等离子电弧产生的高温使伸入高温型腔中央的钼棒端面形成熔融液，同时使三抓卡盘带动钼棒一边做高速旋转，一边向高温型腔方向做直线进给运动，熔融液在高速旋转的离心力作用下冷凝成球形液滴并被甩入粉体冷凝收集仓中，再经冷凝和过筛，得到球形钼粉；所述球形钼粉的粒径为60μm～120μm，休止角不超过35°，球形度不小于0.92，松装密度不小于5.5g/cm3，振实密度不小于6.2g/cm3，氧的质量含量不超过150ppm，所述球形钼粉中H、C、N、Ca、Si、Mg、Al、Fe、Ni和Cu的质量含量相对于钼棒中对应元素的质量含量的增量均小于1％；步骤三、钼金属格栅的制备：步骤301、将步骤202中制备得到的球形钼粉装入粉末床电子束3D打印机的料仓内，然后在粉末床电子束3D打印机的控制计算机内输入钼金属格栅模的CAD模型，再利用切片软件对CAD模型进行切片并得到切层数据，采用电子束对粉末床电子束3D打印机的工作腔中的成形基板进行预热，根据切层数据将料仓中的球形钼粉铺设在成型基板上，并采用电子束加热，以面曝光或点扫描的方式使铺设在成型基板上的球形钼粉熔融成液态金属，经冷却后形成单层实体片层，重复上述熔融和冷却工艺，直至各单层实体片层逐层堆积，得到钼金属格栅成型件；所述铺料层的厚度为80μm～120μm；步骤302、将步骤301中制备得到的钼金属格栅成型件置于氢气炉中进行退火，然后进行热等静压处理，再经碱洗后得到钼金属格栅；所述钼金属格栅的尺寸为(10mm～100mm)×(10mm～100mm)×(10mm～100mm)，每个方形通孔尺寸为(1mm～10mm)×(1mm～10mm)，隔栏壁厚为0.1mm～1mm。