[发明专利]包含非球状颗粒的铁基合金粉末

说明书

在第一方面中，本发明涉及一种包含非球状颗粒的铁基合金粉末，并且颗粒总量的至少40％具有非球形形状。所述合金必须包含Fe(铁)、Cr(铬)、Mo(钼)元素。此外，所述合金可包含其他元素，例如C(碳)、Ni(镍)、Nb(铌)或Si(硅)。根据第二方面，本发明涉及一种铁基合金粉末，其中所述合金包含元素Fe、Cr和Mo，并且所述铁基合金粉末通过超高压液体雾化工艺制备，该工艺包括至少两个如下定义的阶段。

在第一方面中，本发明涉及一种包含非球状颗粒的铁基合金粉末，并且颗粒总量的至少40％具有非球形形状。所述合金必须包含Fe(铁)、Cr(铬)、Mo(钼)元素。此外，所述合金可包含其他元素，例如C(碳)、Ni(镍)、Nb(铌)或Si(硅)。根据第二方面，本发明涉及一种铁基合金粉末，其中所述合金包含元素Fe、Cr和Mo，并且所述铁基合金粉末通过超高压液体雾化工艺制备，所述方法包括至少两个如下定义的阶段。

本发明进一步涉及一种用于制备根据第一和第二方面的该铁基合金粉末的方法以及所述铁基合金粉末在三维(3D)打印方法中的用途。通过使用本发明的铁基合金粉末制备所得3D物体的方法以及所述3D物体本身是本发明的其他主题。

3D打印方法本身在现有技术中是众所周知的。在3D打印领域中，各3D打印方法的各种不同方法/技术是已知的，例如选择性激光熔融(SLM)、电子束熔融(EBM)、选择性激光烧结(SLS)、立体光刻或熔融沉积成型(FDM)，后者也称为熔丝制造法(FFF)。各3D打印技术的共同之处在于，逐层地构建合适的起始材料，从而形成相应的三维(3D)物体本身或其至少一部分。然而，各3D打印技术在所用的各起始材料和/或所用的相应各工艺条件方面不同，从而由相应起始材料构建所需的3D物体(例如使用特定的激光、电子束或特定的熔融/挤出技术)。

近来经常遇到的任务是制备金属或陶瓷体的原型和模型，特别是具有复杂几何形状的原型和模型。尤其是对于原型的制备，快速制备方法是必要的。对于这种所谓的“快速原型”，已知有不同的方法。最经济的一种是熔丝制造法(FFF)，也称为“熔融沉积成型”(FDM)。

熔丝制造法(FFF)是一种增材制造技术。通过将热塑性材料挤出通过喷嘴以在挤出后热塑性材料硬化时形成层来制备三维物体。喷嘴被加热以将热塑性材料加热超过其熔融温度和/或玻璃化转变温度，然后由挤出头沉积在基底上以逐层方式形成三维物体。通常选择热塑性材料并控制其温度，使得其在挤出或分配到基底上时基本上立即固化，同时形成多层以形成所需的三维物体。

为了形成各层，提供驱动电机以使基底和/或挤出喷嘴(分配头)沿x、y和z轴以预定模式相对于彼此移动。FFF方法首次描述于US 5,121,329中。

WO 2019/025471公开了一种包含至少一个静态混合元件的喷嘴，其中通过选择性激光熔融(SLM)法将所述喷嘴和所述至少一个静态混合元件制造为单一部件物体。在该文献中，详细描述了SLM技术可如何实现。其中进一步公开了通过SLM 3D法获得的相应喷嘴可用于通过FFF/FDM 3D打印技术来制备三维生坯。

WO 2018/085332涉及用于3D金属打印程序的合金组合物，其提供具有高硬度、拉伸强度、屈服强度和伸长率的金属零件。所述合金包含必要元素Fe、Cr、Mo和选自C、Ni、Cu、Nb、Si和N的至少三种或更多种元素。WO 2018/085332的3D打印方法在此描述为粉末床熔融(PBF)，其可作为选择性激光熔融(SLM)或作为电子束熔融(EBM)法进行。然而，WO 2018/085332中既没有关于合金颗粒的特定形状的任何具体公开内容，也没有关于用于制备所述合金颗粒的方法的任何具体公开内容。

US-A 4,624,409涉及一种通过雾化精细分割熔融金属的方法和装置。所述装置包括用于供给熔融金属的喷嘴和环形雾化喷嘴，以迫使高压液体射流与从供给喷嘴流出的熔融金属流相逆。雾化喷嘴由适于在高压液体的压力下形成窄开口的环形喷射区、与环形喷射区相邻的内套和外套构成。通过雾化获得细碎的熔融金属的相应方法包括在约100-600巴的喷射压力下喷射高压液体的步骤。