[发明专利]一种生产Fe-Mn-Pt金属粉末的方法及设备

说明书

本发明提供一种生产Fe‑Mn‑Pt金属粉末的方法及设备，通过将雾化喷射气体由氮气改为二氧化碳，二氧化碳在加热罐中加热并通过加压泵加压喷射，使得生产所得Fe‑Mn‑Pt金属粉末增氮情况降低很多，提高3D打印成形件强度和塑形。

技术领域

本发明属于金属粉末生产工艺领域，具体涉及一种生产Fe-Mn-Pt金属粉末的方法及设备。

背景技术

3D打印是一种利用激光或电子束等手段，依据三维建模，在计算机控制下逐层添加堆积材料直接快速精确形成零件的制造技术，也称“增材制造”。生物医用材料3D打印是3D打印和医学交叉领域，心脏与心血管支架以及人体植入的可降解物一直是其研究热点和难点。近年来开发的形变孪晶诱导高塑性Fe-Mn-Pt金属材料，以超高强度、良好的塑性以及显著的加工硬化率和腐蚀降解速率，成为未来医学领域用金属材料的首选。

目前该材料采用的是氮气雾化法进行制备，相比氩气雾化法，具有成本低、操作简单的特点，但由于氮在高温下容易形成Fe₄N析出，造成焊接热影响区脆化，影响3D打印成形件强度和塑形，因此研究新型雾化方法迫在眉睫。

发明内容

本发明提供一种生产Fe-Mn-Pt金属粉末的方法及设备，达到减少Fe-Mn-Pt金属粉末含氮量的目的，从而提高3D打印成形件强度和塑形。

一方面，本发明提供一种生产Fe-Mn-Pt金属粉末的方法，包括：

在真空雾化设备中加热熔化Fe-Mn-Pt金属材料形成金属液滴，所述Fe-Mn-Pt金属材料主要组成成份以质量分数表示为锰：18-25％，铝：0.5-4％，碳：0.6-1.5％，铂：1-1.5％，其余为铁元素；

在加热罐中通过电加热器加热二氧化碳气体，所述二氧化碳气体出口温度为100～400℃之间，所述二氧化碳气体加热后在混气罐中进行均匀化；

将所述混气罐中出来的所述二氧化碳气体通过加压泵增压到4.5～6MPa；

将靠进喷头的管道内径通过转换头缩减到与所述喷头匹配的尺寸；

所述二氧化碳气体通过所述喷头喷射击碎所述真空雾化设备中的所述Fe-Mn-Pt金属材料金属液滴，得到金属粉末。

另一方面，本发明提供一种生产Fe-Mn-Pt金属粉末的设备，包括真空雾化设备及加热罐，所述加热罐内置电阻丝，所述真空雾化设备及所述加热罐之间还包括混气罐，所述混气罐通过第二管道与所述加热罐连接，所述混气罐通过第三管道与所述真空雾化设备连接，所述第三管道上设置有加压泵，所述第三管道伸入所述真空雾化设备，并在位于所述真空雾化设备中的第三管道口设置喷头，所述喷头通过转换头连接第三管道，所述加热罐还通过第一管道与二氧化碳气体通入装置连接，所述第一管道上设置有阀门。

本发明技术方案，在Fe-Mn-Pt金属粉末生产过程中通过将二氧化碳代替氮气作为喷射气体，从而减少Fe-Mn-Pt金属粉末增氮，提高3D打印成形件强度和塑形，同时二氧化碳作为喷射气体，密度远大于氮气，在相同的条件下可以提高喷射气流的出口动能，有利于金属颗粒的雾化。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为实施例1生产得到的Fe-Mn-Pt金属粉末的颗粒形貌图；

图2为实施例2生产得到的Fe-Mn-Pt金属粉末的颗粒形貌图；

图3为实施例3生产得到的Fe-Mn-Pt金属粉末的颗粒形貌图；

图4为实施例4生产得到的Fe-Mn-Pt金属粉末的颗粒形貌图；