高致密度低氧含量 3D 打印用球形钼粉的制备研究

本文通过"等离子球化+氢还原"的方法制备了高致密度低氧含量的3D打印用球形钼粉,分析了球形钼粉的特性。通过优化等离子过程中的功率、送粉量和气体流量参数,制备了高致密度球形钼粉;并且采用氢气还原球形钼粉,降低其氧含量。试验结果表明:与原始粉末相比,制备的3D打印用球形钼粉的松比从2.3 g/cm~3提高到6.01 g/cm~3;流动性从35 s/50 g提高到10.5 s/50 g;氧含量降低到270 ppm。     

射频等离子体制备球形铌粉

以不规则形状铌粉为原料,通过射频等离子体球化处理制备球形铌粉,并研究加料速率对粉末球化率的影响。采用扫描电镜、X射线衍射仪和激光粒度分析仪对球化处理前后粉末的形貌、物相和粒度分布进行测试和分析。结果表明:不同粒径的不规则形状铌粉,经等离子球化处理后均可得到表面光滑、分散性好、球化率可达100%的球形铌粉。球化处理后,粉末的粒度分布变窄。随加料速率的增加,铌粉的球化率降低。经射频等离子体处理后,铌粉的松装密度和流动性得到显著改善:松装密度由1.33 g/cm3提高到4.35 g/cm3,振实密度从1.95 g/cm3提高到5.61 g/cm3,粉末流动性提高到12.51 s/(50 g)。     

不同搅拌叶片对喷雾干燥钼粉的影响

采用两种搅拌叶片制备喷雾造粒钼粉,研究了搅拌叶片和搅拌速度对喷雾造粒浆料均匀性及造粒钼粉组织形貌、松装密度、流动性的影响。结果表明,随着搅拌速度的增大,两种叶片制浆均匀性均提高,喷雾干燥钼粉颗粒球化程度提高、表面粗糙度改善、松装密度增大、流动性增快。在本实验条件下,复合叶片制浆后喷雾造粒效果较好,颗粒形貌近球形,具有良好的松装密度和流动性。     

原料钼粉粒度对喷雾造粒钼粉性能的影响

以不同粒度的钼粉为原料制备喷雾造粒粉末。研究了原料钼粉粒度对喷雾造粒浆料的进料速度及造粒钼粉组织形貌和松装密度、流动性的影响规律。结果表明,浆料进料速度随着原料钼粉粒度的增大而增大;喷雾造粒钼粉的松装密度与流动性随着原料钼粉粒度的增大而提高,但颗粒球形度逐渐变差。在本实验条件下,原料钼粉粒度为3.5μm时,喷雾造粒效果较好,颗粒形貌近球形,具有良好的松装密度和流动性。     

感应等离子体球化处理难熔金属(W、Cr)粉末的研究

采用感应等离子体球化技术对形状不规则的W粉、Cr粉进行球化处理,研究了喂粉速率对粉末球化效果的影响。采用SEM、XRD、激光粒度仪和霍尔流速计测试了等离子体球化处理前后粉末的形貌、物相、粒径分布和松装密度。研究结果表明,感应等离子体球化技术可制备出单相的球形W粉和Cr粉,粉末的松装密度和流动性显著提高;降低喂粉速率,W粉和Cr粉球化率均提高,最高球化率大于98%;原料粉末的分散度影响球化处理后球形粉末的粒径和粒度分布。     

不同方式制备高流动性、大松比钼粉特性研究

本文通过高温还原法、喷雾造粒法、等离子球化三种工艺制备了高流动性、大松比钼粉,研究了不同方法制备出钼粉形貌、松比、流速等特性,揭示出三种工艺各自特点,研究结果表明:高温还原法制备的钼粉呈无规则形貌、流动性适中、松比较大;喷雾造粒法制备的钼粉呈空心球形、流动性相对低、松比较小;等离子球化法制备的钼粉呈均匀的致密球形,流动性与松比均较高。     

致密化工艺对氧化钛粉末及等离子喷涂涂层性能影响研究

采用喷雾干燥法制备了一种球形氧化钛团聚粉末, 并通过高温烧结及感应等离子球化工艺对团聚粉末进行 致密化处理。 利用扫描电子显微镜 (SEM)、 霍尔流速计和粉末颗粒强度仪对粉末性能进行了表征, 研究了不同致 密化处理工艺对粉末颗粒强度、 松装密度及流动性的影响。 采用大气等离子喷涂 (APS) 工艺制备了氧化钛涂层, 并对涂层的微观组织进行研究。 研究结果表明, 高温烧结工艺及等离子球化工艺均可有效提升氧化钛团聚粉末 的致密度, 经过高温烧结工艺后氧化钛粉末内部的细小颗粒呈现烧结熔融的趋势, 而采用等离子球化处理后的 团聚粉末直接形成了致密球体结构。 相比于高温烧结工艺, 等离子球化工艺对氧化钛粉末的致密化效应更为明 显, 粉末的颗粒强度可达 187.86 MPa, 松装密度可由 0.79 g/cm3 提升至 1.69 g/cm3, 流动性由 163.22 s/50g 加快 至 100.27 s/50g。 该粉末经过大气等离子喷涂沉积形成的氧化钛涂层孔隙率为 2.8 %, 与未经致密化工艺处理的氧 化钛团聚粉末相比, 制备的涂层致密化水平有了较大程度的提升, 涂层的平均显微硬度值由 434.18 HV0.3 提升至 744.37 HV0.3, 涂层的结合强度均值由 11.07 MPa 提升至 29.93 MPa。     

不同方法制备的球形铸造碳化钨粉末的性能研究

球形铸造碳化钨粉末是一种新型的超耐磨陶瓷颗粒材料,对比研究了不同方法制备的球形铸造碳化钨粉末的化学成分、显微形貌、微观组织、相结构、显微硬度、流动性以及松装密度等特性。结果表明:相对等离子重熔球化法和感应重熔球化法而言,等离子旋转电极雾化法制备的球形铸造碳化钨的总碳含量与共晶碳含量理论值的偏差最小、游离碳和杂质含量最低;粉末颗粒内部更致密、共晶组织更细密、显微硬度最高。感应重熔球化方法制得的粉末流动性最好、松装密度最大。     

雾化造粒钼粉烧结过程研究

研究了喷雾造粒钼粉脱脂、烧结过程,结果表明:该制备工艺中脱脂温度是控制造粒钼粉碳含量的重要参数;烧结过程直接影响造粒钼粉组织形貌、霍尔流速及松装密度;采用该工艺制备的造粒钼粉具备良好流动性、大松装密度,是近净成形钼精密器件及喷涂行业理想的原材料。     

物理破碎法改善钼粉性能对TZC钼合金顶头密度影响的研究

钼粉中普遍存在的粗大、聚集颗粒降低了钼粉的松装密度、摇实密度,使钼粉在松装时形成拱桥效应,影响钼粉的压制性能;进而在制备TZC钼合金顶头过程中直接形成粗大晶粒或因烧结长大而形成异常粗晶,造成顶头使用性能差。利用物理破碎机对钼粉进行机械粉碎试验后,消除了钼粉中的粗大、聚集颗粒,提高钼粉的松装密度、摇实密度,对改善钼粉的粒度组成分布具有非常明显的效果,进而也使钼合金顶头的密度相应得到提高。     

射频等离子体制备球形钽粉及其性能表征

采用射频等离子体对不规则状冶金级钽粉进行了球化处理,研究了粉末供给速率对球化率的影响。结果表明,当粉末供给速率为10g·min^-1时,钽粉的球化率可到90%以上;球化后的钽粉球形度良好、表面光洁,内部无空心缺陷,流动性为13.84 [s·(50 g)^-1],松装密度从5.87 g/cm^3增加到9.35 g/cm^3,达到了增材制造技术的要求;球化后的粉末杂质元素含量和物相组成没有发生变化。     

纳米氧化锆喷涂材料的制备及表征

采用聚合物网络法制备了具有纳米结构的氧化锆粉体,将粉末进行了喷雾干燥球形化制粒及等离子致密化处理。结果表明采用该方法制备的纳米结构的氧化锆粉末松装密度高、流动性好,表面光亮,有利于提高涂层的综合性能。     

射频等离子体制备球形Ti—6Al—4V粉末性能表征

以不规则形状的Ti-6Al-4V(TC4)粉末为原料,通过射频等离子体球化处理制备了球形TC4粉末,并研究了球化处理对粉末特性及加料速率对粉末球化率的影响.利用扫描电子显微镜、激光粒度分析和霍尔流速计分别对其粉末微观结构、粒度分布和粉体性能进行了测试和分析.结果表明:TC4粉末经等离子球化处理后得到表面光滑、球形度好及球化率可达到100%的球形粉末;球化处理后,粉末的松装密度、振实密度和粉末流动性得到明显改善,粒度略微增大;随着加料速率的增加,TC4粉的球化率逐渐降低.      

热处理对纳米氧化锆粉末性能的影响

采用共沉淀法制备纳米ZrO2粉末,对其进行不同温度下的热处理,并对经过热处理的粉末进行物理性能及形貌的测试分析。对经过热处理的粉末进行等离子球化处理,并对其形貌进行观测。采用等离子喷涂方法制备ZrO2涂层,对涂层形貌进行观测。结果表明在适当温度对ZrO2进行热处理可提高粉末松装密度、流动速率及表面光洁度,提高粉末和涂层的综合性能。     

射频等离子体和热处理制备球形WC–Co粉末

以喷雾造粒WC–30Co粉末为原料,采用射频等离子体和后续热处理制备3D打印用球形WC–Co粉末,研究射频等离子体球化和热处理对粉末特性的影响。结果表明,射频等离子体球化效果显著,喷雾造粒粉末的球化率可达100%。球化后的粉末表面光滑、结构致密,存在一定数量表面粗糙的“费列罗”颗粒。射频等离子体处理使粉末的松装密度和流动性显著提高,同时导致WC严重分解和Co蒸发损失,球化粉末中含有大量C、W₂C和Co₃W₃C等有害相,Co质量分数降低至25.80%。后续热处理可很好地对球化粉末进行物相和成分调控。经900 ℃热处理后,粉末的物相组成重新转变为WC和Co,游离碳含量控制在合理的水平,并且粉末依然保持良好的球形度,具有较好的松装密度和流动性,可以满足3D打印对原材料的要求。     

射频等离子体球化处理氢化钕铁硼粉末

利用氩气射频等离子体球化处理形状不规则的氢化钕铁硼粉末。采用扫描电子显微镜、能谱仪、X线衍射仪、激光粒度分析仪对射频等离子体处理前后粉末颗粒的形貌、元素分布、物相、粒度分布进行测试和分析。结果表明:不规则形状的氢化钕铁硼粉末的脱氢分解和球化过程可在等离子体中一步完成,得到球形度高、分散性好、球化率接近100%的球形粉末。球形粉末较氢化钕铁硼原料粉末,粒度分布明显变窄,平均粒度稍有减小。球形粉末的相组成主要为Nd_2Fe_(17)(B)和α-Fe。元素分布测试表明,经射频等离子体处理获得的球形粉末有轻微的元素偏析。随载气流量增加,粉末的球化率降低。结合FLUENT数值模拟分析得出载气流量的变化对等离子体炬的温度场有很大影响。     

粘结剂种类及用量对预混合钢粉粉末性能影响的研究

将钢铁粉末中的合金元素进行粘结处理制备成预合金钢粉末是一种减少粉末在操作过程中扬尘和成分偏析的新技术.研究了不同粘结剂种类和用量对预混合钢粉粉末流动性、松装密度、合金元素粘结率的影响.发现粘结处理大幅改善了预混合钢粉的性能,而不同粘结剂对预混合钢粉性能的影响各不相同.当使用0.1%(质量分数)的粘结剂时预混合粉对C的粘结率达到76%～90%,对Cu的粘结率达到38%～72%;粉末的流动性为21.7～24.6s/50g,且不随放置时间增加而发生明显的改变.粘结剂加入量增加时预混合钢粉中合金元素粘结率和粉末流动性继续提高,粘结剂加入量为0.2%(质量分数)时对C和Cu的最高粘结率分别达到94%和80%,粉末流动性达到约21s/50g,粉末的松装密度可以通过改变石蜡加入量进行调节.     

Inconel 625 合金粉末的雾化制备方法对比

分别采用旋转电极、等离子雾化、无坩埚雾化、真空气雾化、水雾化制备出了Inconel 625粉末。对粉末的球形度、流动性、松装密度、氧含量等性能进行了对比。结果表明,旋转电极方法制备的Inconel625粉末球形度最好,均匀性最佳,但是较难制备出细粒径粉末。无坩埚雾化制备出的粉末性能综合性能相对较好,能够制备出球形度较好的较西粒径粉末。水雾化法制备出的粉末氧含量及球形度等性能最差。     

射频等离子体制备球形复合镍钛粉体

以气雾化镍粉和不规则形状的钛粉作为原料,采用TEKNA射频等离子体设备制备宏观等原子比的球形复合镍钛粉末。研究载气流量对球化粉末的形貌、粒径、相分布和元素分布的影响。通过扫描电子显微镜和粒度分析仪表征粉体的形貌和粒径分布; 通过XRD和EDS表征粉体的相以及元素分布。研究发现:与原料粉末相比,采用射频等离子体制备的复合粉末的粒径明显增大; 载气流量增加会引起粉末镍元素质量分数的增加,在载气流量为2.5 L/min时,镍质量分数为55.2%,是最为接近理想的质量分数,球化率达到100%;球化粉末由Ni相、Ti相、NiTi相三相组成; 各个粉末颗粒都能观察到Ni、Ti 2种元素,但各个颗粒中含有的钛、镍元素质量分数是不完全相同的。