[发明专利]一种适合批量制备高熔点易堵包金属的雾化制粉方法

说明书

本发明涉及金属雾化制粉技术领域，具体是涉及一种适合批量制备高熔点易堵包金属的雾化制粉方法，包括：S1、配料、S2、抽真空环境、S3、磁悬浮熔炼、S4、雾化制粉、S5、筛分；本发明通过磁悬浮熔炼和等离子炬雾化的方式，有效避免了熔化过程对原材料品类、形状、性能的苛刻要求，避免了以陶瓷坩埚为载体造成的坩埚脱落放气现象，避免金属熔液与陶瓷坩埚发生反应，而导致的成分偏差；采用磁悬浮工艺，避免堵包问题，弥补耐火材料无法长期在高温下工作的缺陷，使得金属原材料得到充分的合金化；以环孔等离子炬的方式对液流作用破碎金属液流，能够延迟凝固时间，得到高球形度的金属粉末，有效提高生产效率。

技术领域

本发明涉及金属雾化制粉技术领域，具体是涉及一种适合批量制备高熔点易堵包金属的雾化制粉方法。

背景技术

随着增材制造、喷涂、注射成型等行业的发展，对于球形合金粉末的需求日益增加，特别是近几年3D打印行业迅猛发展，带动了球形合金粉末的应用量剧增，其主流工艺金属粉末由于应用及后续成型工艺要求不同，其制备方法也是各有不同，为满足增材制造装备及工艺要求，金属粉末必须具备较低的氧氮含量、良好的球形度、较窄的粒度分布区间和较高的松装密度等特征。

等离子旋转电极法(PREP)、等离子雾化法(PA)、气雾化法(EIGA和VIGA)以及等离子球化法(PS)是当前增材制造用金属粉末的主要制备方法，四者均可制备球形或近球形金属粉末。其中PREP、PA、PS均是以等离子体为热源，由于等离子体温度较高，几乎能满足所有的金属及合金熔化，且整个过程原材料不污染，但是其对原材料的强度、尺寸等均有较为苛刻的要求，造成原材料成本高，且由于金属在液态停留的时间较短，因此制备的合金粉末合金化程度相对较低。

气雾化法主要有EIGA和VIGA两种，EIGA是电极感应气雾化，其也是以电极作为原材料，由于工艺的特殊性对于电极的致密度、尺寸等均有比较严苛的要求，存在合金化不充分的缺点，VIGA工艺是真空感应熔炼与气雾化结合的工艺，其对原材料的要求相对较低，且产能效率较高，但其缺点在于熔炼温度收到坩埚载体的限制，并且熔炼过程不可避免的导致了坩埚及炉衬材料放气、脱落，影响了材料的品质，最后VIGA工艺在雾化粘度、熔点较大的合金时，非常容易堵包，造成雾化中断，因此在实际生产时，上述工艺各自的特点使得制备粉末品类和性能均受到了一定的限制。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种适合批量制备高熔点易堵包金属的雾化制粉方法，包括：

S1、配料

制定配比方案，选择较为合适的金属或合金块；将金属或合金块按照要求进行称重配比，得到金属原材料；

S2、抽真空环境

将金属原材料放置在水冷铜坩埚中，装料过程避免金属原材料搭接；随后盖上炉盖，开启磁悬浮熔炼设备真空系统，抽至设定的真空度；

S3、磁悬浮熔炼

达到设定的真空度后，通过梯度加热的方式提升功率；观测真空系统真空度恒定时，随后进一步提升功率；观察待金属原材料发红且微微产生熔化时，关闭真空抽气系统，充入惰性气体，继续加热升高功率，使金属原材料熔化；当熔液达到浇铸温度，在该功率条件下保持一段时间；

S4、雾化制粉

在磁悬浮熔炼工艺进行的同时，对雾化用中间包进行预热，待磁悬浮将原材料充分熔化并搅拌均匀后，得到金属熔液；然后对金属熔液进行气雾化制粉，得到高合金化球形合金粉；

S5、筛分

将高合金化球形合金粉进行筛分得到各种粒度的金属粉末。

进一步地，步骤S3所述梯度加热的方式提升功率，每个阶段的功率条件下分别保持5～10min。