[发明专利]一种基于EIGA工艺制备增材制造用CuCrNb粉末的方法

说明书

本发明公开了一种基于EIGA工艺制备增材制造用CuCrNb粉末的方法，包括如下步骤：S1、按照配比对电解Cu粉、Cr粉、Nb粉分别称重；S2、先将Cr粉与Nb粉进行初次球磨混粉，再加入Cu粉并进行二次球磨混粉，得到混合粉末；S3、对混合粉末进行冷等静压，得到CuCrNb合金坯料；S4、烧结脱气后，得到CuCrNb合金电极；S5、对CuCrNb合金电极熔化并雾化制粉；S6、处理备用；本发明制备工艺简单，合金成分易于控制，能够有效提高单次雾化粉体的材料收得率，粉末内析出相均匀且尺寸可达纳米级，能够有效提高3D打印产品质量，适合大量推广。

技术领域

本发明属于金属粉末制造领域，具体涉及一种基于EIGA工艺制备增材制造用CuCrNb粉末的方法。

背景技术

CuCrNb合金具有导电性、热膨胀性、高温强度、抗蠕变性、延性和低循环疲劳(LCF)寿命的优良组合，成为第四代液体火箭发动机内壁材料。目前，美国NASA已成功开发出GRCop-42/84两种牌号合金。

国内目前处于试制阶段，其主流工艺为VIGA真空气雾化制粉，然而该方法受到坩埚、中间包等耐火材料影响，易引入杂质，影响3D打印产品质量；制得的粉末球形度差、卫星粉占比大，细粉收得率低，增大了3D打印用粉末成本及3D打印难度；其次，若材料流动性不好，制粉过程中也易造成堵包，导致制粉失败。PREP等离子旋转电极法也是一种可行制粉工艺，该方法制得的粉末球形度高，空心粉和卫星粉极少，但因需要制备合金电极棒，导致制粉周期长、效率低，材料利用率低；其次，铜合金导热性能优异，且受热易软化，制粉过程中转速不易控制，若转速过低，则会导致细粉收得率低，从而使得3D打印用粉末成本大大增加；若转速过高，离心力增大，则会导致粉末内析出相分布不均匀，更进一步，会导致合金电极棒脱落，使得制粉失败。

因此，需要一种新型的制粉方法，解决上述问题，突破传统的CuCrNb合金粉末制备工艺，打破国外技术封锁，实现该材料国产化。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于EIGA工艺制备增材制造用CuCrNb粉末的方法。

本发明的技术方案是：一种基于EIGA工艺制备增材制造用CuCrNb粉末的方法，包括如下步骤：

S1、配料

按照质量百分比计，分别称取Cr粉1-6.8wt.％、Nb粉0.5-6.0wt.％、电解Cu粉余量，进行配料；

S2、混粉

将步骤S1配料好的Cr粉与Nb粉放入不锈钢球磨罐进行初次球磨混粉，然后向不锈钢球磨罐中加入电解Cu粉并进行二次球磨混粉，二次球磨混粉时间为2-4h，得到混合粉末；

S3、冷等静压

将步骤S2获得的混合粉末置入模具中，利用冷等静压机进行压制，制备得到CuCrNb合金坯料；

S4、烧结

将步骤S3得到的CuCrNb合金坯料置入真空烧结炉中中，在保护气氛下进行烧结脱气，得到CuCrNb合金电极棒；

S5、电极感应气雾化EIGA制粉

将雾化设备抽真空至低于5Pa后，将步骤S4得到的CuCrNb合金电极棒送入雾化设备内的环形感应线圈内，在电磁场作用下电极棒熔化，束流熔滴落入雾化喷嘴，然后打开惰性气体阀门，调整气体压力并通入至雾化器内，将金属液体破碎成大量细小液滴并以100-120k/s的冷却速度凝固形成CuCrNb粉末；

S6、后期处理备用

收集步骤S5获得的CuCrNb粉末，经后期处理得到粉末成品。