[发明专利]一种提高镍基高温合金3D打印粉末流动性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印机领域，具体涉及一种提高镍基高温合金3D打印粉末流动性的方法。

背景技术

众所周知，金属材料特别是带有战略性的高熔点合金材料已成为高附加值和高精尖的军民两用的高科技产品的发展方向，而粉末冶金技术及新新兴的激光3D打印技术是制备是赋予高科技产品行之有效的方法。特别是激光3D打印技术，用该方法可获得成分无偏析、性能稳定、 组织均匀的零部件；从经济上看，该方法是一种少切屑或无切屑的工艺。与传统锻材加工技术相比，制备部件基本为近净成形，材料利用率几乎可以达到100％。但是，这些领域对材料的物理、化学性质都有很高的要求。从激光烧结的角度，对粉末提出了如下要求：粒度分布窄；单分散；球形；特殊情形需要高纯粉末；其目的在于使烧结体产品的密度分布均匀，机械性能和其它物理性能空间分布均匀化。因此，原始粉末的纯度、均匀性和粒度、晶粒度、流动性对制备细晶全致密的高性能产品起着决定性的作用。镍基高温合金粉末的流动性对打印质量和打印速度都有着至关重要的作用，如何提高镍基高温合金3D打印粉末的流动性成了普遍研究的问题。

发明内容

基于解决上述问题，本发明提供了一种提高镍基高温合金3D打印粉末流动性的方法，包括以下步骤：

（1）制备接枝橡胶胶乳：将橡胶胶乳与接枝单体加水置于反应釜中，通过引发剂进行引发，接枝单体附着于所述橡胶胶乳的颗粒表面，制得接枝橡胶胶乳；

（2）制备粉末胶乳：取100重量份和30重量份的镍基合金进行搅拌混合，搅拌过程中保持恒定的搅拌温度80℃，制得镍基合金与接枝橡胶胶乳的混合液，即粉末胶乳；

（3）雾化粉末胶乳：将粉末胶乳送入喷雾干燥机，所述喷雾干燥金设有两个雾化器，分别为第一雾化器和第二雾化器，所述第一雾化器用于雾化所述粉末胶乳，第二雾化器用于雾化镍基合金粉末；雾化的粉末胶乳和镍基粉末在雾化仓内碰撞形成雾滴，然后进行加热去除水分，得到粉末橡胶材料；

（4）筛选粉末橡胶材料：利用网筛等进行选粒，得到最终均匀的包裹有橡胶材料的镍基合金粉末的球形3D打印材料。

根据本发明的实施例，所述第一雾化器与所述第二雾化器的喷口的夹角为90-120度。

根据本发明的实施例，在制备粉末胶乳时，还包括混合抗氧剂和稳定剂。

根据本发明的实施例，所述第一雾化器与第二雾化器所喷出的粉末胶乳和镍基合金粉末的重量比为10:3。

本发明一种镍基高温合金3D打印粉末，该粉末通过上述的提高镍基高温合金3D打印粉末流动性的方法制备而得，其特征在于：其包括镍基高温合金颗粒以及包裹于所述镍基高温合金颗粒外层的橡胶材料。

本发明的优点如下：

（1）制备打印粉末的方法简单，且利用橡胶材料包裹镍基合金可以提高粉末的流动性，便于后续的打印使用；

（2）得到的镍基高温合金3D打印粉末均匀度高，球形度高，且粒径较小。

附图说明

图1为本发明的提高镍基高温合金3D打印粉末流动性的方法的流程图；

图2-4为本发明雾化过程的示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明的提高镍基高温合金3D打印粉末流动性的方法，包括以下步骤：

（1）制备接枝橡胶胶乳：将橡胶胶乳与接枝单体加水置于反应釜中，通过引发剂进行引发，接枝单体附着于所述橡胶胶乳的颗粒表面，制得接枝橡胶胶乳；

（2）制备粉末胶乳：取100重量份和30重量份的镍基合金，同时加入适量的抗氧剂和稳定剂进行搅拌混合，搅拌过程中保持恒定的搅拌温度80℃，制得镍基合金与接枝橡胶胶乳的混合液，即粉末胶乳；

（3）雾化粉末胶乳：将粉末胶乳送入喷雾干燥机，所述喷雾干燥金设有两个雾化器，分别为第一雾化器和第二雾化器，所述第一雾化器用于雾化所述粉末胶乳，第二雾化器用于雾化镍基合金粉末；雾化的粉末胶乳和镍基粉末在雾化仓内碰撞形成雾滴，然后进行加热去除水分，得到粉末橡胶材料；优选的，所述第一雾化器与所述第二雾化器的喷口的夹角为90-120度，所述第一雾化器与第二雾化器所喷出的粉末胶乳和镍基合金粉末的重量比为10:3。

（4）筛选粉末橡胶材料：利用网筛等进行选粒，得到最终均匀的包裹有橡胶材料的镍基合金粉末的球形3D打印材料。

具体的雾化过程可参考2-4，第一雾化器3雾化所述粉末胶乳形成带有镍基合金粉末为核的雾滴6和橡胶胶乳雾滴7，通过喷口4喷出；第二雾化器1雾化镍基合金粉末形成镍基合金颗粒物5，通过喷口2喷出，在中途相遇相撞，由此可以参考图3-4，形成较为均匀的粉末球。