[发明专利]一种用于3D打印的锡基形状记忆合金粉末的制备工艺

说明书

本发明提供一种用于3D打印的锡基形状记忆合金粉末的制备工艺，包括以下步骤：将Sb和Cu加入到熔炼炉中完全熔解后，加入Sn继续搅拌，然后加入石墨烯盐酸溶液，升温搅拌均匀后，加入Pb、Zn和Al高速搅拌，得到锡基合金液；将锡基合金液加入形状记忆合金颗粒，反复熔融处理，得到锡基形状记忆合金液；在保护气体的氛围下，将锡基形状记忆合金液经过导流嘴向下流出，通过超高压喷嘴由高压气流和超声波的作用将金属液体雾化破碎成大量细小的液滴，液滴在旋转飞行中冷却凝固，得到锡基形状记忆合金颗粒；将锡基形状记忆合金颗粒经筛分处理，得到用于一种用于3D打印的锡基形状记忆合金粉末。

技术领域

本发明属于锡基合金粉末材料技术领域，具体涉及一种用于3D打印的锡基形状记忆合金粉末的制备工艺。

背景技术

3D打印技术是以计算机模型，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品，但目前国内用于3D打印的金属粉末的制备难度大、产量小、产品性能低。金属粉末的制备方法分为还原法、电解法、羰基分解法、研磨法和雾化法等，其中，雾化法是指通过离心、超声、真空、二流雾化等方法使金属熔液粉碎成尺寸小于150μm左右的颗粒。气雾化法是利用高速气流将液态金属流破碎成小液滴并凝固成粉末的过程，但是气雾化法对金属熔体的破碎效率低，粉末的雾化效率低。

中国专利CN 105817635A公开的具有生物相容性的钴钽钼合金医用3D打印金属粉末及其制备方法，将钽、钼、碳、镍、铁、硅、硼、锰和钴金属原料在1500-1600℃下真空熔炼、打渣得到金属熔炼，将金属熔浆金气流压力为2-2.5MPa，脉冲频率为80-100KHz，流速不大于640m/s的超声气流进行超声雾化处理后，经冷凝得到合金颗粒，最后将合金颗粒在250-350MPa的条件下静压处理10-15h，筛选得到粒径为15-45μm的钴钽钼合金医用3D打印金属粉末，该方法采用超声雾化工艺避免合金熔炼过程中硼和硅烧损，且获得的金属粉末的球形和流动性可满足3D打印的使用要求。但目前市面上制备的3D打印的金属粉末主要包括镍基高温合金、钛基合金、不锈钢、钴铬合金等，但用于3D打印的基于巴氏合金粉末方面的研究报道并不多见。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于3D打印的锡基形状记忆合金粉末的制备工艺，将锡基巴氏合金中加入石墨烯改性处理后与形状记忆合金颗粒混合制备得到锡基形状记忆合金液，然后经超高压气流和超声波的作用下破碎，然后经离心冷却凝固和筛分后制备得到用于一种用于3D打印的锡基形状记忆合金粉末。本发明制备的用于一种用于3D打印的锡基形状记忆合金粉末与传统的锡基巴氏合金粉末相比球形更规整，粒径更均匀，耐热和机械性能增强，且具有一定的形状记忆性能，有利于提高打印的3D材料的综合功能性。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种用于3D打印的锡基形状记忆合金粉末的制备工艺，包括以下步骤：

(1)将Sb和Cu加入到熔炼炉中在1100-1200℃下完全熔解后，加入Sn降温至850-950℃继续搅拌，然后加入石墨烯盐酸溶液，升温至1000-1200℃，搅拌均匀后，加入Pb、Zn和Al降温至900-950℃，高速搅拌，得到锡基合金液；

(2)将步骤(1)制备的锡基合金液加入形状记忆合金颗粒，反复熔融处理，得到锡基形状记忆合金液；

(3)在保护气体的氛围下，将步骤(2)制备的锡基形状记忆合金液经过导流嘴向下流出，通过超高压喷嘴由高压气流和超声波的作用将金属液体雾化破碎成大量细小的液滴，液滴在旋转飞行中冷却凝固，得到锡基形状记忆合金颗粒；

(4)将步骤(3)制备的锡基形状记忆合金颗粒经筛分处理，得到用于一种用于3D打印的锡基形状记忆合金粉末。