[发明专利]一种3D打印用铁硅铝金属粉末及其制备方法

说明书

本发明公开了一种3D打印用铁硅铝金属粉末及其制备方法，涉及金属粉末研制技术领域，以质量百分数计，铁硅铝金属粉末成分为硅8.5％‑9％，铝6％‑6.5％，碳0.01％以下，磷0.02％以下，硫0.002％以下，其余为铁。主要制备步骤包括：(1)炉外使用固态NaOH融液，在400℃条件下通过浸泡去掉无取向硅钢废料表面的绝缘涂层；(2)以质量百分比计，按照3％无取向硅钢废料占30～70％，工业硅占6.9～8.1％，工业纯铁占17.1～55.9％，纯铝粒占6％的原料配比方式加入真空雾化炉体内；(3)原料熔化后，使用气体雾化的方法进行制粉，雾化气体选择氮气与氩气混合气体，雾化压力为4～5.5MPa。本发明提供的制备方法能够充分利用3％无取向硅钢废料，解决当前利用率不足的问题，同时生产的铁硅铝金属粉末适用于3D打印，具有良好的经济效益和应用前景。

技术领域

本发明涉及金属粉末研制技术领域，涉及一种3D打印铁硅铝金属粉末及其制备方法。

背景技术

铁硅铝(SENDUST)磁粉芯是一种改进型的铁硅铝材料，它被设计用代替铁粉芯，磁芯损耗更低，而且能量贮存能力比铁镍钼(MPP)磁粉芯还要高，是开关电源中能量贮存和滤波电感器用磁芯的理想选择。低的磁芯损耗性能可以使SENDUST铁硅芯比类似尺寸的纯铁粉芯在高频下具有更低的温升，同时它的直流偏磁场性能也比相近磁导率和尺寸的纯铁粉芯要好，耐电流性能好。铁硅铝磁粉芯由铁硅铝粉组成，主要成分为硅8.5％-9％，铝6％-6.5％，碳0.01％以下，磷0.02％以下，其余为铁和不可避免的杂质。硫、磷等有害杂质少，含硅量高是低损耗高磁感优良性能的重要保证。对此，对炼钢操作要求高，对炼钢用原材料的纯净度也有较高的要求。

传统的铁硅铝金属粉末生产使用特硅、工业纯铁，金属铝为原料，受原材料成本上涨以及铁硅铝粉末价格下降，成本控制压力巨大。当前，我国无取向硅钢硅钢废料每年的产生量大约90万吨，其中3％硅含量无取向硅钢废料年产生量大约9万吨，该品种硅钢广泛应用于空调压缩机企业。在电机行业使用时大多需要冲制或裁剪，故每年废弃的边角料数量可观且价格低廉，通常这些边角料大多与价格低廉的杂废一起作为炼钢原料投入转炉或电炉使用，而由于转炉与电炉炼钢均采用高氧或者大气环境下进行冶炼，冶炼过程中有益元素硅基本烧损形成熔渣，造成了硅元素的极大浪费。而且高硅含量的熔渣粘度大，容易造成设备挂渣，后期熔渣再次资源化利用困难。因此，利用3％硅含量的无取向硅钢废料具有重要的环保及资源再利用的意义。鉴于此，本申请提供了一种3％硅含量的无取向硅钢废料在制备3D打印用铁硅铝金属粉末中的制备方法。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种3D打印用铁硅铝金属粉末的制备方法，制备原料中的硅原料部分采用3％无取向硅钢废料，以克服当前3％无取向硅钢废料资源利用率不高的缺点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种3D打印用铁硅铝金属粉末的制备方法，按一定比例称取3％无取向硅钢废料、工业硅、工业纯铁、纯铝粒，经高温熔炼和雾化制粉处理后，即得所述铁硅铝金属粉末。

优选的，以质量百分比计，所述3％无取向硅钢废料、工业硅、工业纯铁、纯铝粒的组成为：

优选的，以质量百分比计，所述工业硅中硅含量大于97％，碳含量不超过0.5％，其余为铁；所述工业硅为粒状，直径为5～10mm。

优选的，以质量百分比计，所述工业纯铁中碳含量低于0.02％，杂质元素P与S总含量低于100ppm，余量为铁。

优选的，所述3％无取向硅钢废料是将取自压缩机厂的废硅料使用固态NaOH融液，于400℃条件下通过浸泡去掉表面绝缘涂层后压缩成块而成；所述3％无取向硅钢废料长度为30～40mm，宽度为5～10mm，压缩成100×100×100mm³的方形小块。