[发明专利]一种3D打印用金属粉末及金属粉末表面纳米改性方法

说明书

本发明公开了一种3D打印用金属粉末及金属粉末表面纳米改性方法。该金属粉末表面纳米改性方法包括如下步骤：将金属粉末原料加入球磨机中，然后将球磨机抽真空至真空度不高于0.01Pa，然后向球磨机通入惰性气体，加热至100～500℃，保温1～5h，然后自然冷却，对冷却后的物料进行筛选得到成品。该方法简单可控，纳米改性处理可有效的减少金属粉末团聚，提升金属粉末表面物理状态，改善粉末的流动性；由此得到的3D打印用金属粉末呈球形或近球形，具有优异的流动性和高的松装密度，与金属粉末原料相比不增加氧含量和杂质含量，可以满足3D打印对金属粉末的要求。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种3D打印用金属粉末及金属粉末表面纳米改性方法。

背景技术

3D打印作为一种突破了传统制备技术的加工工艺，是以数字模型为基础，将材料逐层堆积制造出实体物品的新兴制造技术，适用于复杂微小构件产品、个性化定制和大规模生产前的设计研发与验证等，具有生产效率高、材料利用率高、无需模具等优点，是目前国际上处于风口浪尖的热门话题。

现有的作为3D打印用的金属粉末制备技术主要有：机械破碎法、雾化法、PREP法、化学法等；其中，机械破碎法适用于脆性材料，且制备的粉末球形度差；PREP法制备的粉末粒度较粗且成本较高；化学法成本较高且容易引入有毒有害杂质；雾化法是目前制备3D打印用金属粉末的主要方法，通过气雾法制得的金属粉末具有良好的球形度，粒度合理，但是其粉末存在卫星球及粉末流动性较差的问题。

因此，十分有必要对由气雾法制得金属粉末进行进一步的改性处理，使兼具杂质含量低和良好的表面物理状态的特点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印用金属粉末及金属粉末表面纳米改性方法，以解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

第一方面，本发明提供的一种金属粉末表面纳米改性方法，包括如下步骤：

将金属粉末原料加入球磨机中，然后将球磨机抽真空至真空度不高于0.01Pa，然后向球磨机通入惰性气体，加热至100～500℃，保温1～5h，然后自然冷却，对冷却后的物料进行筛选得到成品。

优选的，所述金属粉末原料为经气雾化处理后的合金粉末和经气雾化处理后的单质金属粉末。

进一步优选的，所述合金粉末选自镍基合金粉末、铝基合金粉末、钴基合金粉末、不锈钢粉末、模具钢合金粉末中的一种或多种。

优选的，所述金属粉末原料的粒度不大于150μm。

优选的，所述惰性气体选自氮气、氩气、氦气中的一种或多种。

进一步优选的，所述惰性气体为氩气。

优选的，所述球磨机通入惰性气体后气压为1.0×10⁵～1.5×10⁵Pa。

优选的，所述对冷却后的物料进行筛选的步骤具体包括：先去除粒度小于15μm的物料，再选出粒度小于53μm的物料。

优选的，所述成品的形状呈球形或近球形。

第二方面，本发明提供的一种3D打印用金属粉末为采用第一方面所述的金属粉末表面纳米改性方法制得。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供的金属粉末表面纳米改性方法具有简单可控的优势，在惰性气体的作用下，在金属粉末表面通过在高温热处理过程中原位生长出纳米层对金属粉末表面进行改性处理，从而有效的减少金属粉末团聚，提升金属粉末表面物理状态，改善粉末的流动性；由此得到的3D打印用金属粉末呈球形或近球形，具有优异的流动性和高的松装密度，与金属粉末原料相比不增加氧含量和杂质含量，可以满足3D打印对金属粉末的要求。