[发明专利]一种金属粉末返回料的循环利用方法

说明书

本发明涉及一种金属粉末返回料的循环利用方法，所述金属粉末返回料循环利用方法包括如下步骤：将返回料置于混料机中进行混合，均匀混料成粗粉；采用可挥发高分子材料包套，将粗粉进行包覆，形成粉末包套；将粉末包套置入模腔中，采用200吨压力的压力机，对粉末包套进行模压成型，压制速率为2次/min，返回料被压制成块状；将块状的返回料直接进行熔炼得到成品，无需添加任何母合金或块状散料，实现98%以上的循环利用。所述返回料循环利用方法，可以实现返回料高效循环利用，可不搭配母合金或块状散料，直接进行熔炼，实现超高循环利用率。

技术领域

本发明涉及一种金属粉末返回料的循环利用方法，属于金属粉末制备技术领域。

背景技术

雾化制粉技术是利用高能雾化介质（水、气），将熔融金属液破碎成细小的液滴，并冷却凝固成固态粉末的过程。雾化粉末在传统粉末冶金、注射成型、激光熔覆、增材制造等各个领域具有广泛应用。不同的应用领域所适用的粉末牌号和粒度范围有所区别，如传统粉末冶金领域，一般使用0-75μm的粉末；而在注射成型领域，一般使用0-20μm的粉末；激光熔覆通常使用53-150μm的粉末；增材制造（即3D打印）通常使用15-53μm的粉末。而雾化制粉所得到的通粉一般为0-250μm全粒度段，受限于不同的应用，目标粒度段收得率通常只有20%-50%，因此，如何对目标粒度段以外的返回料，在不影响最终制备粉末性能的前提下，以低成本高效率的方式循环利用，是雾化制粉领域亟待解决的问题之一。

对于一种粉末而言，只要不是目标成品的粒度范围段，其他范围段的都称为返回料。例如对3D打印领域，目标成品是15-53微米，那么0-15和53-250μm都是返回料。但是对于激光熔覆，53-150是成品，那么返回料就是0-53和150-250μm。

目前行业内针对返回料的再利用，现有的方案是返回料与母合金或新配散料进行搭配直接回炉熔炼。

现有方案存在以下缺点：

（1）返回料必须搭配母合金或块状散料才能进行熔炼，导致利用率低，熔炼速度慢：由于返回料是粉末状，磁感应效应很差，无法通过感应加热直接熔化。因此必须搭配至少50%重量比例以上的母合金或块状散料熔炼，令熔炼坩埚中产生熔池后才能熔化粉末，这降低了返回料的利用率，也降低了熔炼的速度和效率；

（2）返回料比表面积大，在熔炼中增氧增氮严重，其中氧氮含量是3D打印粉末最重要的性能指标之一，越低越好。但是由于返回料比表面积大，吸氧吸氮严重，因此熔炼过程中钢液增氧增氮严重，尤其是在非真空熔炼制粉中更为明显；

（3）返回料搭配母合金或块状散料熔炼过程中存在较大安全隐患：在真空熔炼中，返回料熔化速度慢且易结块搭桥，导致熔炼坩埚内物料产生架空现象，使操作人员误判熔炼温度，带来钢液穿炉、爆炸等安全隐患；

综上，开发一种实现高循环利用率、绿色安全、并能改善产品性能的返回料利用方案，具有至关重要的意义。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种金属粉末返回料的循环利用方法，可以实现返回料高效循环利用，可不搭配母合金或块状散料，直接进行熔炼，并且可有效控制粉末的氧氮含量，提高熔炼效率和安全性。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种金属粉末返回料的循环利用方法，所述返回料循环利用方法包括如下步骤：

（1）将返回料置于混料机中进行混合，均匀混料成返回料；

（2）采用可挥发高分子材料包套，将所述返回料进行包覆，形成粉末包套；

（3）将所述粉末包套置入模腔中，采用压力机，对粉末包套进行模压成型，返回料被压制成块状；

（4）将块状的返回料进行熔炼得到成品。

进一步的，所述可挥发高分子材料包套的成分包括聚乙烯、聚氯乙烯、硬脂酸锌和石蜡。