[发明专利]一种不锈钢3D打印粉料的制备方法及其产品

权利要求书

1.一种不锈钢3D打印粉料的制备方法，包括以下步骤：

(1)造球+预热：将铜冶炼渣、红土镍矿和生石灰混匀后造球，得到生球；接着将生球进行干燥和预热，得到高强度的预热球团；

(2)预还原：向步骤(1)中高强度的预热球团配入还原剂后，在设定温度下进行还原反应，得到炽热预还原球团；

(3)熔分：将步骤(2)中炽热的预还原球团和还原剂混合送入矿热炉中进行熔分，使渣铁分离，并冷却，获得含铜、镍铁水和熔分渣；

(4)电炉精炼：将步骤(3)所得的含铜、镍铁水，送入电炉中进行精炼，获得含铜的不锈钢液；

(5)水雾化：将步骤(4)所得的抗菌不锈钢液，在设定的工作压力和设定的水压下，进行雾化，得到球状的雾化钢粉；

(6)氢还原：将步骤(5)中雾化钢粉，在氢气气氛下，进行还原，还原冷却后，解碎、筛分和级配后，得到不锈钢3D打印粉料；

步骤(1)中，铜冶炼渣、红土镍矿和生石灰的质量比为(5~7):(0.5~2):(2~3)；步骤（5）中，设定的工作压力6~9×10⁶Pa，设定的水压为9×10⁴Pa。

2.一种根据权利要求1所述的不锈钢3D打印粉料的制备方法，其特征在于，

所述步骤(1)中，铜冶炼渣为经过预处理后的铜渣，预处理方法为：将铜冶炼渣经过球磨和高压辊磨联合处理，使其粒度小于0.074mm占80%以上，比表面积不低于1500cm²/g；红土镍矿进行球磨至粒度小于0.074mm占80%以上；造球使用中圆盘造球机，造球时间为9~15min，造球过程中需要加入水，生球的水分含量为8~11%，生球的粒度为8~16mm；干燥和预热时，生球的料层高度为80~120mm；所述的干燥和预热可以链篦机中进行也可以在带式焙烧机上进行；在链篦机中进行干燥和预热的具体步骤为：在链篦机中200~350℃下干燥3~6min，干燥后再升温至900~1100℃下预热处理10~15min，得到预热球团；在带式焙烧机上进行的干燥和预热的具体步骤为：生球在带式焙烧机上250~350℃下鼓风干燥2~3min，然后抽风干燥1~3min，随后升温至900~1100℃下预热10~15min，得到预热球团。

3.一种根据权利要求1所述的不锈钢3D打印粉料的制备方法，其特征在于，

所述步骤（2）中，还原剂为烟煤，烟煤的粒度为5~25mm，还原剂中的碳与预热球团中铁的质量比为(0.6~1.0):1；设定温度为950~1050℃，还原时间为90~120min。

4.一种根据权利要求1所述的不锈钢3D打印粉料的制备方法，其特征在于，

所述步骤（3）中，还原剂为烟煤，烟煤的粒度为5~25mm，还原剂为 预还原球团质量的5%~10%；所述熔分温度为1450~1550℃，熔分时间为15~30min。

5.一种根据权利要求1所述的不锈钢3D打印粉料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述精炼在电炉中进行，精炼温度为1550~1600℃，精炼时间为20~40min。

6.一种根据权利要求1所述的不锈钢3D打印粉料的制备方法，其特征在于，所述步骤（6）中，还原温度：950℃～1000℃，还原时间为1～3h，氢气流量为5～10L/min。

7.一种根据权利要求1所述的不锈钢3D打印粉料的制备方法得到不锈钢3D打印粉料。

8.根据权利要求7所述的不锈钢3D打印粉料，其特征在于，所述的不锈钢3D打印粉料，各组分的质量比为：铜含量1.5%~2.0%，镍含量0.3~1.8%，杂质1%，余量为铁。

9.根据权利要求7或8所述的不锈钢3D打印粉料，其特征在于，所述的不锈钢3D打印粉料的粒度为-0.15mm 100%，松装密度为2.6~2.8g/cm³，流动性为30~35s/50g，压缩性为7.00~7.25g·cm^-3。