[发明专利]一种制备低氧含量真空气雾化3D打印高温合金粉末的方法

说明书

本发明属于3D打印技术领域，公开了一种制备低氧含量真空气雾化3D打印高温合金粉末的方法，以解决现有技术高温合金粉末制备中氧含量较高的问题，本发明采用制备并处理合金母合金棒、中心钻孔、制备合金粉末等步骤，本发明利用钻孔切割代替了切割成小料这种方式来降低原料的比表面积，在不影响制备合金粉的情况下，减少了制备过程中出现的氧化现象，大大降低了粉末的氧含量，使粉末氧含量达到行业标准，且远远优于行业标准，且本发明方法免去了水刀操作过程，能节省耗材，降低生产成本。且本发明方法免去了水刀操作过程，能节省耗材，降低生产成本。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种制备低氧含量真空气雾化3D打印高温合金粉末的方法。

3D打印技术又称为激光选区熔化（SLM)成型技术是以原型制造技术为基本原理发展起来的一种先进的激光增材制造技术。通过专用软件对零件3维建模进行切片分层，获得各截面的轮廓数据后，利用高能量激光束根据轮廓数据逐层选择性的熔化金属粉末，通过逐层铺粉，逐层融化凝固堆积的方式，制造三维实体零件。传统制造方法加工合金制品存在多种困难，如刀具消耗磨损大、加工复杂、成形件自由度低、制造成本大、后加工程序多而复杂。相比于传统制造技术，3D打印技术具有成形理念新、技术适应性强、实现“功能优先设计”等特点，这些独特的技术优势，为复杂精密构件提供了全新的高效、快捷、高性能、短流程、低成本的制造方法。

目前3D打印技术已被应用到航空、航天、医疗、汽车、机械、化工、能源、艺术等众多领域。3D打印技术用的金属粉末（这里主要为GH4169高温合金粉）均采用真空气雾化制备，其中3D打印用的高温合金粉中的氧含量是判断粉末质量的重要指标，粉体含氧量较高时，金属粉体不仅易氧化，形成氧化膜，还会导致球化现象，使得3D打印过程中粉末烧不透，最终影响3D打印制品的致密度和力学性能。

目前高温合金粉末氧含量的行业指标要求小于350ppm，而军工行业3D打印高温合金粉末要求小于300ppm，传统气雾化粉末制备方法是将母合金棒经过高压水刀切割成真空气雾化设备要求的小块料，加入炉膛熔炼雾化制粉，收集得到粉末，该方法测得的粉末氧含量常常高于行业指标，现有技术无法解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术高温合金粉末制备中氧含量较高的问题，提供了一种制备低氧含量真空气雾化3D打印高温合金粉末的方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种制备低氧含量真空气雾化3D打印高温合金粉末的方法，包括以下步骤：

1）、根据GH4169合金成分进行配料，将原料加入真空感应炉，关闭真空阀充入氩气，将熔炼温度升高至1000～1500℃，熔炼后浇铸得到GH4169镍基高温合金母合金棒；

2）、将步骤1）中浇铸后的GH4169镍基高温合金母合金棒使用超高压水刀切除头尾部位，之后对合金棒料进行表面扒皮处理，得到Φ80×100的圆柱形合金棒料；

3）、将步骤2）中的圆柱形母合金棒中心钻成Φ20mm～40mm的通孔； 4）、将步骤3）中处理完的GH4169母合金棒加入到真空气雾化感应熔炼炉中，抽真空后通入氩气，提高温度至200～500℃，合金液以2～5kg/min的速度流经雾化喷嘴，制成球形GH4169镍基高温合金粉末；

5）、将GH4169合金粉末用孔径为280～550目的筛网进行筛分，得到筛上GH4169合金粉末。

进一步地，步骤5）中得到的合金粉末氧含量小于350ppm。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：