面向增材制造的球形金屬粉的制備、表征與應(yīng)用.pdf

1、球形金屬粉末與傳統(tǒng)粉末冶金用金屬粉末不同，具有含氧量低、粒度分布窄、球形度高等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于3D打印以及注射成型等先進(jìn)成型方法，具有極高的市場應(yīng)用前景和經(jīng)濟(jì)效益。
　　本文在詳細(xì)闡述氣霧化制備方法以及相關(guān)影響因素的基礎(chǔ)上，采用自行研制的超音速脈沖惰性氣體霧化設(shè)備，制備出球形2A14鋁合金粉末、銅粉、304不銹鋼粉末，用XRD衍射儀、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、激光粒度儀對(duì)其成分、組織、表面形貌、粒徑及粒度分布進(jìn)行了研究;研究了氣霧化壓

2、力、噴嘴類型以及金屬本身性質(zhì)對(duì)球形金屬粉末粒徑、粒度分布以及表面形貌的影響;采用制備的球形603不銹鋼粉末進(jìn)行3D打印，對(duì)3D打印不銹鋼進(jìn)行物相、組織、納米硬度和彈性模量等性能進(jìn)行分析。通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):
　　(1)在本實(shí)驗(yàn)條件下，采用超音速脈沖惰性氣體霧化設(shè)備制備的金屬粉末，無雜質(zhì)相，平均粒徑小，粒度分布窄，呈近似正態(tài)分布，具有較高的球形度，極少的粉末出現(xiàn)衛(wèi)星球現(xiàn)象。
　　(2)隨著氣霧化壓力的增大，2A14鋁合金粉末的平

3、均粒徑先減小后增大，在6.0MPa時(shí)粒徑達(dá)到最小;霧化壓力從5.5MPa增加到6.0MPa，鋁合金粉末的球形度提高，霧化氣壓超過6.0MPa，隨著霧化壓力的增大，衛(wèi)星球現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。環(huán)縫噴嘴與環(huán)孔噴嘴相比，環(huán)縫噴嘴制得的金屬粉的粒度更細(xì)，且球形度更高，但其衛(wèi)星球現(xiàn)象比環(huán)孔噴嘴制得的金屬粉末稍嚴(yán)重。在其他條件相同的條件下，熔融態(tài)金屬液的表面張力及粘度越大，制得的球形金屬粉末越多，粉末的粒度越大;熔融態(tài)金屬液的表面張力及粘度越小，制得的金