[发明专利]一种用于3D打印的金属粉末界面的改性方法

摘要

本发明提供了一种用于3D打印的金属粉末界面的改性方法。将金属制成旋转电极棒，采用转移弧式等离子枪将氩气电离，在弧光的极端温度下使金属熔化，在离心力作用下喷射出液滴并冷却成粉末，再在弱酸液中与钛源预固定，进一步在稀硝酸液中反应生成纳米二氧化钛包覆金属粉末，最后进行毫秒激光焊接，即可实现对金属粉末的界面改性。该方法通过在金属粉末表面分散牢固固定的二氧化钛纳米晶，不仅保证了改性效果，更重要的是克服了3D打印的金属制品易开裂、应力不均现象，提高3D打印的精度和强度，并且整个制备方法工艺过程简单，便于控制，成本较低，可大规模推广。

主权项

1.一种用于3D打印的金属粉末界面的改性方法，其特征在于，所述金属粉末界面改性的过程为：（1）将金属制成棒材，并精加工为可高速旋转的等离子枪电极棒，采用等离子旋转电极制粉机组，启动电源，对炉体抽真空后引入氩气，高速旋转电极棒，并使用等离子枪对氩气进行两次引弧，氩气电离，在阴极与阳极间建立起高达3600℃的弧光极端温度，阳极棒料头熔化，在离心力作用下喷射出液滴，液滴经氩气流的强制对流瞬间冷却而凝固成粉末，并在重力作用下下落收集，得到纳米级的金属粉末；（2）采用磷酸、磷酸氢铵、氢氟酸、六亚甲基四胺、月桂醇硫酸钠和水配成弱酸液，加入步骤（1）的金属粉末，再加入钛源，加热至50~60℃反应，使钛源分散于金属粉末表面并预固定，1~1.5h后停止反应，过滤，用清水洗净；所述金属粉末的加入量为弱酸液质量的5~8%；所述钛源的加入量为弱酸液质量的4~6%；（3）将步骤（2）所得粉末加入稀硝酸液中，加热至60~80℃反应，40~60min后停止反应，过滤，清水洗净，得到由纳米二氧化钛包覆的金属粉末；所述粉末的加入量为稀硝酸液质量的3~5%；（4）采用毫秒脉冲激光对步骤（3）的二氧化钛包覆的金属粉末进行焊接，使纳米二氧化钛以纳米晶形式牢固固定在金属粉末的表面，即可实现对金属粉末的界面改性。