[发明专利]一种减少制备3D打印金属粉末材料卫星粉的方法及喷嘴

说明书

本发明公开了一种减少制备3D打印金属粉末材料卫星粉的方法,其在金属溶液气雾化的过程中利用惰性气体对已经被惰性气体吹散成微小的金属液滴或尚未完全冷却的金属粉末进行吹送冷却，所述吹送冷却具体为：利用几个环形，且每个环形密排很多个方向一致的气管向下方吹惰性气体，将制粉仓体内的金属液滴或尚未完全冷却的金属粉末向仓体底部的集粉罐吹送，使已经冷却的较细小的金属粉末保持向下运动而不向上方旋转翻腾，避免金属液滴或尚未完全冷却的相对较粗的金属粉末接触，从而降低卫星粉出现的概率，达到减少卫星粉的目的。

技术领域

本发明属于3D打印领域，涉及一种减少制备3D打印金属粉末材料卫星粉的方法及喷嘴，具体涉及减少3D打印金属球形粉末材料卫星粉的方法。

背景技术

在工业级3D打印技术中，金属粉末材料的性能对成品性能的影响巨大，金属粉末材料性能的好坏，直接影响着产品的质量。影响金属粉末材料性能的因素有粉末粒径、粒度分布、球形度等等，在制备金属粉末的时候，由于各方面原因，有的金属颗粒上会粘附着一些较小的颗粒，类似“卫星”一样，这对粉末的性能有着很大的影响，比如3D打印较为关注的流动性等问题，若用这种金属粉末进行3D打印，在打印过程中，会发生粉末烧结不完全、孔隙、结合强度低、零件在打印过程中发生形变等等问题，因此，减少金属粉末材料中卫星粉的含量是至关重要的。

发明内容

发明目的：本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种减少制备3D打印金属粉末材料卫星粉的方法，其在金属溶液气雾化的过程中利用惰性气体对已经被惰性气体吹散成微小的金属液滴或尚未完全冷却的金属粉末进行吹送冷却，避免金属液滴或尚未完全冷却的相对较粗的金属粉末接触，从而降低卫星粉出现的概率，达到减少卫星粉的数量。

技术方案：一种减少制备3D打印金属粉末材料卫星粉的方法，包括以下步骤：

1）熔炼：将金属棒材在坩埚中熔化，熔成金属溶液；

2）雾化：将金属溶液从坩埚中倒入漏包，并从漏包底部的导流管流出，高压惰性气体将金属溶液吹散成一个个微小液滴，微小液滴在向下运动的过程中逐渐冷却并最终凝固成粉末；

3）吹送冷却。

本发明的进一步改进在于，步骤2）中，导流管的底端伸入环形喷嘴中伸出，当金属溶液从导流管底端流出时，环形喷嘴中流出高压惰性气体，环形喷嘴中的高压惰性气体将金属溶液吹散成一个个微小液滴。

本发明的进一步改进在于，步骤2）中，高压惰性气体从螺旋状环形喷嘴中的多个方向一致向下的喷孔喷出。

本发明的进一步改进在于，步骤2）中，高压惰性气体将金属溶液吹成粒径为0-180微米的金属球形粉末卫星粉。

本发明的进一步改进在于，步骤2）中，向金属溶液吹送氮气或氩气。

本发明的进一步改进在于，步骤2）和步骤3），在真空气雾化环境下实现。

本发明的进一步改进在于，步骤2）中，雾化惰性气体气压为1.0MPa-5.0 MPa；

步骤3）中，冷却吹送的惰性气体气压为0.7MPa-4.0 MPa。

一种减少真空气雾化法制备3D打印金属粉末材料卫星粉的喷嘴，包括本体，本体为环形状，环形状本体底部设有喷孔，环形状本体与雾化惰性气体进气管道处设有减压阀。

本发明的进一步改进在于，本体为螺旋状，也可以称之为蚊香状。

与现有技术相比，本发明提供的一种减少制备3D打印金属粉末材料卫星粉的方法，至少实现了如下的有益效果：

（1）设备实现简单，仅在传统真空气雾化设备上做少量增加改进与优化，操作流程短、步骤简单，操作简单，可实现全程自动化操作；