[发明专利]一种3D打印镍基合金粉末的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印机领域，具体涉及一种3D打印镍基合金粉末的制备方法。

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。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、空心率对制备细晶全致密的高性能产品起着决定性的作用。

发明内容

基于解决上述问题，本发明提供了一种3D打印镍基合金粉末的制造方法，包括以下步骤：

（1）按照化学配比准备所需3D打印镍基合金的原料，熔铸成镍基合金，并形成镍基合金颗粒物；

（2）将制得的所述镍基合金颗粒物平铺于一耐高温基板形成一镍基合金颗粒物层；

（3）将一聚合物层压合至所述镍基合金颗粒物层上，利用滚轮将所述镍基合金颗粒物层的镍基合金颗粒物压入所述聚合物层中，形成混合层；

（4）除去所述混合层的上部分，得到混合层的反应层部分；

（5）以所述耐高温基板为载体，利用激光对所述反应层部分进行激光逐行线性烧结，所述烧结温度足以使得所述聚合物层中的聚合物分解挥发，留下多孔的镍基合金层；

（6）将所述多孔的镍基合金层从所述耐高温基板上除下，并进行球磨，形成所述3D打印镍基合金粉末。

根据本发明的实施例，所述步骤（1）中形成的所述镍基合金颗粒物的平均粒径为100-150微米。

根据本发明的实施例，所述耐高温基板为氧化铝陶瓷材料。

根据本发明的实施例，所述聚合物为树脂类、酚类等聚合物材料。

根据本发明的实施例，所述步骤（5）中所使用的激光器为气体激光器或者固体激光器。

本发明的优点如下：

（1）利用聚合物挥发后残留的空间形成多孔的镍基合金层，其利于分散球形结构，且制备工艺简单，可以大批量生产；

（2）激光烧结可以实现部分高温融化团簇成球，由于空隙的存在而悬空形成球形堆叠结构，再利用球磨形成粉末。

附图说明

图1为本发明的滚轮压合的示意图；

图2-3为本发明的形成混合层的过程示意图；

图4-6为本发明激光烧结过程的示意图。

具体实施方式

参见图1-6，本发明的3D打印镍基合金粉末的制造方法，包括以下步骤：

（1）按照化学配比准备所需3D打印镍基合金的原料，熔铸成镍基合金，并形成镍基合金颗粒物；

（2）将制得的所述镍基合金颗粒物平铺于一耐高温基板1形成一镍基合金颗粒物层2；

（3）将一聚合物层3压合至所述镍基合金颗粒物层2上，利用滚轮4将所述镍基合金颗粒物层2的镍基合金颗粒物压入所述聚合物3层中，形成混合层5；

（4）除去所述混合层5的上部分，得到混合层的反应层部分6；

（5）以所述耐高温基板1为载体，利用激光8对所述反应层部分6进行激光8逐行线性烧结（如图4-6，激光器7从一边缘至另一边缘沿直线10进行逐行线性扫描烧结），所述烧结温度足以使得所述聚合物层3中的聚合物分解挥发，留下多孔的镍基合金层10；

（6）将所述多孔的镍基合金层10从所述耐高温基板上除下，并进行球磨，形成所述3D打印镍基合金粉末。

其中，所述步骤（1）中形成的所述镍基合金颗粒物的平均粒径为100-150微米。所述耐高温基板为氧化铝陶瓷材料。所述聚合物为树脂类、酚类等聚合物材料。所述步骤（5）中所使用的激光器为气体激光器或者固体激光器。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。