[发明专利]一种金属粉末及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种金属粉末的制备方法，包括以下步骤：1)将金属原料氢化破碎后进行分级处理，得到金属颗粒；2)将金属颗粒进行脱氢处理，得到脱氢后金属颗粒；3)将所述脱氢后金属颗粒进行球磨处理，得到金属粉体；4)将所述金属粉体进行脱氧处理，得到金属粉末。与现有技术相比，本发明采用氢化破碎的方法得到金属粉末，尤其是在脱氢处理后采用球磨的方法制备金属粉末，这种方法制备得到的金属粉末粒度分布较窄，颗粒棱角平滑，具有良好的铺展性和流动性，作为3D打印原料能够避免制备得到的产品出现空心、气泡的缺陷，提高产品的质量。

技术领域

本发明涉及金属技术领域，尤其涉及一种金属粉末及其制备方法和应用。

背景技术

激光增材制造，也被称为激光3D打印技术，是一种通过层层堆积的方式将数字化模型直接制造出实体零件的一种技术。激光增材制造技术的基本思想是采用了数学中的积分思想，即任何三维实体均可由无穷多个二维平面叠加而成。首先对要加工的实体零件进行CAD建模，并切片分层二维平面，激光熔化同步送进的粉末或选择性烧结预置的粉末形成二维熔覆层，并逐步顺序堆积成三维实体零件。激光增材制造与传统的制造技术相比，具有如下特点1)节约材料，无需或需少量后续加工，实现“净成形”或“近净成形”；2)无需大型锻压设备和模具、专用夹具；3)可以制造形状复杂、难加工材料；4)个性化设计，柔性化生产；5)缩短了从设计到制造的时间，降低制造成本和风险；6)可以用于零件的修复。该技术是一种全新的短周期、低成本的制造技术，在航空、航天和生物医学等领域具有重要的应用前景。

目前随着送粉式激光增材制造在钛合金应用上越来越成熟，各大增才制造公司开始关注送粉式激光增材制造在高温难熔金属领域的应用研究。送粉式激光增材制造技术对金属粉末的要求是粒度均匀分散，最好呈球形。因而近年来对于3D打印用球形粉末的制备方法研究越来越多。

申请号CN201310470047.X和CN201410693232.X的中国专利均公开了一种制备3D打印用金属粉末的方法。这些方法的共同特点是将金属或合金粉末先熔融，而后将熔融液采用雾化法得到所需的球形或类球形金属粉末。其缺点是只能制备熔点在2000℃以下的金属或合金，无法制备熔点在2000℃以上的金属，例如钽、铌、钨等。

申请号CN201510044848.9的中国专利公开了一种制备3D打印用超细球形金属粉末的方法及装置。其特点是将熔融的金属液滴滴落到高速旋转的圆盘上，通过离心力使金属液滴粉碎，从而得到超细球形金属粉末。因而此发明也需要将金属或合金粉末先熔融，因此无法制备高熔点的金属，例如钽、铌、钨等。

等离子粉体处理技术设备投资大、技术要求高，尤其对于钽、铌、钨等高熔点金属，工艺更复杂、粉末加工成本更高，难以大规模生产。

现有技术提供的方法均需要将金属或合金粉末先熔融，因此无法制备高熔点的金属，例如钽、铌、钨等。因而对于高温难熔金属，如钽、铌、钨、钼等得到球形粉末，难度很大，成本很高，无法得到广泛应用。因此，现有技术急需一种能够获得高温难容金属粉末用于3D打印的技术。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种金属粉末及其制备方法和应用，本发明提供的方法制备得到的金属粉末适于作为3D打印粉末应用。

本发明提供了一种金属粉末的的制备方法，包括以下步骤：

1)将金属原料氢化破碎后进行分级处理，得到金属颗粒；

2)将金属颗粒进行脱氢处理，得到脱氢后金属颗粒；

3)将所述脱氢后金属颗粒进行球磨处理，得到金属粉体；

4)将所述金属粉体进行脱氧处理，得到金属粉末。

优选的，所述金属原料的成分为钽或钽合金、铌或铌合金。

优选的，所述步骤3)进行球磨处理后，还包括：