[发明专利]一种用于增材制造的不锈钢粉末及其制备方法

说明书

发明公开了一种增材制造用高球形度不锈钢粉末及其制备方法，制备步骤包括：筛分处理、球化处理、清洗处理和干燥处理。本发明的制备方法简单，生产效率高，成品质量高，适用于大批量生产，能够满足增材制造的需求，同时制备出的不锈钢粉末性能优异，粉末结构致密，性能稳定，使得增材制造不锈钢粉末能够应用于更恶劣的工况。

技术领域

本发明涉及金属及合金粉末制备技术领域，具体涉及一种用于增材制造的不锈钢粉末及其制备方法。

背景技术

增材制造技术(Additive Manufacturing，AM)也称作3D打印技术，增材制造技术主要是以计算机辅助设计、材料加工与成型技术以及数字模型为基础，通过编程和数控系统把专用的打印材料，如金属材料，陶瓷材料，无机材料等，通过挤压、烧结、熔融、固化、喷射等各种方式逐层堆积而成，制造出具有实体的新型制造技术。

增材制造(AM)技术是依据三维CAD数据将材料连接制作物体的过程，相对于减法制造，它通常是逐层累积的过程，对成型复杂结构零件有显着的优势。但以选区激光熔融技术为代表的金属增材制造技术的固有的“粉末粘附”，“球化效应”所导致的毛糙表面，使零件难以满足使用要求。近年来，科学家和工程师们致力于将增材制造技术应用到实际的产品的制造中。其中，金属材料增材制造技术的发展尤其迅速。在欧美等发达国家，推入大量的资金研究增材制造技术，增材制造技术应用与推广得到了十分的重视，而增材制造金属零部件一直是研究和应用的重点。金属材料增材制造技术对使用的金属粉末的氧含量、球形度、粒径分布、流动性等性能有很高的要求，一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。

目前，应用于增材制造技术的金属粉末材料主要有不锈钢、钛合金、碳化钨陶瓷材料以及高熔点难熔金属材料等。其中，不锈钢粉末是金属增材制造技术中最常使用的一类性价比高的金属粉末材料。不锈钢以其耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学介质腐蚀而得到广泛应用。3D打印的不锈钢件不仅具有优异的耐腐蚀性、耐高温性、耐磨损性、抗蠕变以及良好的外观光泽度，而且3D打印的不锈钢成型件强度高，也能够满足大尺寸打印件的加工要求。这些特点使得3D打印不锈钢件在航空航天、医疗器械制造、汽车制造、日常生活等领域得到了广泛应用。

不锈钢粉末是较早研发用于3D打印的不锈钢材料，如今已成为3D打印市场上较为典型的加工材料。目前，3D打印的不锈钢材料的制备方法主要为气雾化制粉，气雾化制粉，气雾化制粉能够获得一定球形度和流动性的粉末，但是气雾化过程中，粉末的氧含量容易升高，粉末的粒度大小较难控制，制备出的粉末，难以满足高性能金属3D打印粉末的要求。而等离子体球化制粉作为生产3D打印用金属及合金粉末的一种新方法，通过等离子体球化方法制备出的金属粉末具有极高的球形度，粉末粒径分布窄，极大地降低氧含量低，并且适合于多种金属及合金等，已成为制备高性能及特种合金粉末的主要技术手段。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种用于增材制造的不锈钢粉末及其制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种用于增材制造的不锈钢粉末制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在筛分系统中，对原始不锈钢粉末A进行分级处理，获得适合增材制造粒径分布的不锈钢粉末B；

(2)在球化系统中，对不锈钢粉末B进行球化处理，得到不锈钢粉末C。

(3)在清洗系统中，对不锈钢粉末C进行清洗处理，得到不锈钢粉末D。

(4)在干燥系统中，对不锈钢粉末D进行干燥处理，得到最终产品增材制造用不锈钢粉末。

优选地，所述步骤(1)中，筛分系统为Artech瑞士超声波筛分机系统，有效筛分直径为φ520mm，筛网规格为200目～500目。