[发明专利]贵金属粉末和其在制造部件中的用途

说明书

本发明涉及一种由具有d₁₀值≥10.0μm且d₉₀值≤80.0μm的粒度分布的球形贵金属颗粒组成的粉末。

背景技术

在使用期间暴露于高化学(特别是腐蚀性的)、热或机械应力的部件的制造中，由于其性质，贵金属(如金、银和铂族金属)是具有吸引力的材料。

由贵金属组成的部件被应用于例如医疗技术领域、火花塞或喷嘴(例如燃烧喷嘴或喷丝头)或珠宝生产领域。由于它们具有高密度，铂族金属(如铱)或由铂和铱组成的合金是生产例如用于钟表(即摆轮)的摆锤的合适的材料。

金属部件通常由半成品金属产品制造，将半成品金属产品经过另外的适当的进一步处理而得到金属部件。当部件具有复杂或精细结构时，半成品的进一步加工通常包括机械加工过程。然而，当脆性材料为例如铱或其与其它铂族金属的合金时，再不可能进行机械加工，且如果可能的话，机械加工只能在大量时间投入和材料投入下进行。

当材料具有非常高的熔点，特别是铱、钌、锇或它们的合金的情况下，由于其高熔点的原因而没有合适的适合容纳其熔体的模具，因此不可能或者仅可能在有限的程度上由半成品实现部件的制造。

通过增材制造方法可以直接生产具有复杂三维几何形状的部件。增材制造(Additive manufacturing，或称为叠加式制造)是指通过基于数字3D设计数据的材料沉积、以叠层(layer-by-layer，或称为层层或逐层)的方式构造部件的方法。通常，首先将薄层的粉末材料施加至构造平台。通过足够高的能量，例如以激光束或电子束的形式输入，在由计算机生成的设计数据指定的位置处将粉末至少部分地熔融。此后，降低构造平台并进一步施加粉末。进一步施加的粉末层再次至少部分熔融，并在所限定的位置处与下层结合。将该步骤重复，直到部件呈现出最终的形状。

为了以层的形式尽可能快速且有效地将粉末施加到构造平台，所述粉末应当具有最高可能的流动性。另一方面，粉末的施加质量和粉末层的堆积密度应尽可能高。此外，增材制造方法获得的部件应当具有最低可能的孔隙率。成品部件的其它相关性能是例如高边缘锐度和尽可能低的表面粗糙度。然而，在实际中发现对所述性能进行同时优化是非常困难的。在许多情况下，都是以牺牲其它性质中的一种(例如粉末的施加质量或成品部件的密度)为代价来实现特定性能(例如流动性)的改善。

特别是对于具有非常高熔点的铂族金属，提供该铂族金属的粉末依然是巨大的挑战，该粉末不仅是可流动的，而且还可以在增材制造工艺中在高能辐射下被加工得到高相对密度的部件。

WO 2013/128416描述了包含锗、铝、硅和/或硼作为合金元素的银合金在增材制造工艺中的用途。

发明内容

本发明的目的是提供一种贵金属粉末，其能够通过增材制造工艺有效地生产高密度(即低孔隙率)的贵金属部件。另外，可由贵金属粉末得到的部件应具有高边缘锐度和/或低表面粗糙度。

通过具有d₁₀值≥10.0μm和d₉₀值≤80.0μm的粒度分布的球形贵金属颗粒组成的粉末实现该目的。

在本发明的范围内，已知的是，由尺寸分布满足根据本发明对与d₁₀和d₉₀值的标准的球形颗粒构成的贵金属粉末具有高流动性，此外，在增材制造工艺的范围内，使得粉末得到高质量应用并允许高密度(即低孔隙率)的复杂3D部件的生产。

如下文中更详细描述的，球形贵金属颗粒可以由雾化工艺制备。为了获得具有上述d₁₀和d₉₀值的粒度分布，随后可对通过雾化得到的贵金属颗粒进行分级处理，例如筛分、气流分级或离心。

在本发明的范围内，以质量分布累积曲线形式的粒度分布是由激光衍射确定的。