喷嘴进气方式对3D打印用GTD222高温合金粉末性能的影响

利用真空熔炼紧耦合气雾化制粉技术制备了3D打印用GTD222高温合金粉末,研究了喷嘴进气方式对粉末化学成分、粒度分布、球形度、流动性、松装密度及表面形貌等特性的影响。结果表明,采用外直内切喷嘴结构,加强了喷嘴出口处的抽吸效应,有利于提升气雾化过程的稳定性;采用切向进气方式增强了气体剪切作用效果,有利于提升细粉（15～53 μm）收得率。在过热度200 ℃、雾化压力3 MPa的工艺参数下,制备的粉末氧含量（质量分数）低于0.02%,中位径57.98 μm,球形度0.77,流动性26.15 g/(50 s),松装密度4.63 g/cm3,满足金属3D打印技术对粉末材料性能的要求。     

紧耦合气雾化参数对3D打印用金属粉末性能的影响

利用自主设计研发的紧耦合雾化制粉装置,采用真空感应熔炼气雾化工艺制备3D打印用Inconel 625合金粉末,通过调整雾化参数研究导液管内径对粉末粒度分布、表面形貌、氧含量（质量分数）及流动性能等特性的影响。结果表明:使用紧耦合雾化制粉装置制备出的粉末粒度范围较广,收得率较高,其中尺寸小于53 μm的粉末收得率可达50%以上,粉末球形度较好,且卫星球少。随导液管内径的增加,粉末收得率降低,粉末中的氧含量（质量分数）也呈明显下降趋势。所制得的粉末能够满足不同金属3D打印设备对粉末材料性能的要求。     

气雾化压力对3D打印用316L不锈钢粉末性能的影响

采用真空熔炼气雾化工艺制备3D打印用316L不锈钢粉末,通过调整雾化参数,研究了不同雾化压力对粉末化学成分、粒度分布、球形度、表面形貌、流动性及松装密度等特性的影响。结果表明:在保温温度(1560±20)℃、保温时间20 min、漏包温度(1050±30)℃、高纯氮气雾化及雾化压力3.0 MPa工艺参数下,制备得到的粉末性能可达到氧含量(质量分数)0.08%、中位径31.39μm、球形度0.75、流动性21.56 g/(50 s)及松装密度3.88 g/cm~3,基本满足不同金属3D打印技术对粉末材料性能的要求。     

气雾化制备3D打印用金属球形粉的关键技术与发展趋势

本文在总结气雾化制备3D打印用金属球形粉的关键技术与发展趋势的基础上,重点阐明了决定粉末综合性能(形貌、粒度及产率等)的技术关键为雾化器结构、雾化介质和金属液特性,展望了等离子旋转电极雾化、等离子火炬雾化、无坩埚电极感应熔化雾化等制粉方法将会成为3D打印用金属球形粉制备的主流方法。     

EIGA雾化法制备激光3D打印用TC4合金粉末工艺研究

采用电极感应熔炼气雾化法(EIGA)制备激光3D打印用TC4合金粉末(15～45μm)。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、激光粒度分析仪(LPS)、粉体特性综合测试仪等设备,对粉末的形貌、物相组成、粒度分布、松装密度及流动性进行表征,同时研究了雾化气体压力和熔体温度对激光3D打印TC4合金粉末收得率影响。结果表明:采用EIGA制备得到TC4合金粉末形貌为近规则球形,粉末表面存在少量"卫星球",粉末由α′-Ti相组成。TC4合金粉末收得率随着雾化气体压力和熔体温度的升高先增加后减小。最佳雾化工艺参数为:雾化气体压力5 MPa,熔体温度1 800℃,此条件下平均粒径D_(50)为81.2μm,15～45μmTC4钛合金粉末收得率为22.3%,流动性为42.5 s,松装密度为2.83 g/cm~3,氧含量1 260×10~(-6),符合激光3D打印用TC4钛合金粉末特征要求。     

航空航天用高品质3D打印金属粉末的研究与应用

作为金属3D打印的主要耗材,金属粉末对打印产品的质量有着至关重要的影响,航空航天、国防、医疗等领域精密复杂零件的3D打印对粉末性能,如粒度、形貌和纯净度等有着较高的要求。研究并介绍了航空航天领域3D打印用高品质镍基、钴基合金及钛合金等金属粉末的基本要求及主要制粉工艺;对两种常用的高质量金属粉末制备工艺真空感应熔炼氩气雾化法(VIGA)和等离子旋转电极法(PREP)进行了比较,指出VIGA法细粉收得率高,但存在空心粉和卫星粉;PREP粉球形度高、表面光洁、粉末粒度分布窄、流动性好、陶瓷夹杂少,在金属3D打印领域具有独特的优势。为进一步提高PREP粉的质量,应开发更新一代等离子旋转电极雾化制粉技术及装备,提高细粉收得率和生产效率。     

激光3D打印TC4球形合金粉末的制备

采用真空旋转电极气雾化法(EIGA)制备激光3D打印用TC4钛合金球形粉末,利用SEM、XRD、EDS、激光粒度分析仪、霍尔流速计等分析方法对制得球形粉末的形成机制、表面微观组织、成分、相组成、粒度分布、流动性和松装密度等进行了研究,结果表明:在工艺参数为感应功率60k W,雾化气压6.0MPa条件下,EIGA法成功制备了激光3D打印用TC4钛合金球状粉末,粉末球形度达到98%以上,含氧量(质量分数)为0.09%;合金粉末中Ti、Al、V等元素分布均匀,粉末颗粒表面物相为密排六方α'-Ti单相固溶体;制得的TC4粉末表面平整、光洁,粒度分布均匀,主要粒径在1~180μm之间,粉末流动性为24.1 s/50g,松装密度为2.699 g/cm3,松装密度比为60.93%,符合激光3D打印用TC4钛合金粉末特征要求.     

双级耦合气雾化制备Ni60A粉末的技术研究

采用双级耦合气雾化法制备Ni60A粉末,并通过激光粒度分析仪﹑扫描电镜等研究了Ni60A粉末的表面形貌、松装密度、及粒度分布。研究结果表明:用双级耦合雾化系统生产的粉末球形度高,存在卫星结构粉末,且细粉末明显增多,空心粉少;松装密度大;粉末粒径分布曲线呈单峰且近似正态分布。还分析了双级喷嘴对雾化过程及粉末粒度的影响机理。     

气雾化法制备3D打印金属粉末的技术研究进展

在金属3D打印行业,粉末作为直接原料,其制备方法多样。目前,气雾化制粉技术应用最为广泛。本文主要概述了金属粉末的主要性能参数和气雾化法制备金属粉末的基本原理。根据雾化喷嘴和加热元件的不同衍生出多种气雾化技术,针对这些技术,进行了简单的阐述、分析和比较。其中,紧耦合气雾化技术应用较多,无坩埚电极感应熔炼气体雾化法适用活性金属粉末的制备。最后,对气雾化法制备3D打印金属粉末的技术进行了总结。     

球形微细金属粉末超声雾化技术的最新研究进展

处于制粉技术前沿的超声振动雾化技术以其在粉体质量、形貌与粒度分布等方面的独特优势而逐渐成为高品质、高性能金属与合金粉末的重要制备手段。概述了超声雾化制备球性微细金属粉末的技术特点，阐述了金属超声雾化技术的原理与相关机制，总结了近年来超声雾化在机制、粒度控制和工艺改进等方面的研究进展，同时介绍了国内外新近发展起来的复合型高效超声雾化技术和最新研究热点，以及针对实现窄粒度分布、扩大雾化金属种类方面所采取的相应对策。     

3D打印用金属粉末的性能特征及研究进展

3D打印(增材制造)作为区别于传统去除型加工的新型制造技术,正以其简易的制造工艺、较低的生产成本和较短的研发周期,备受人们关注。目前,3D打印技术已经开始从研发阶段逐步向产业化发展,但是3D打印用金属粉末的成本及其性能成为制约该产业快速健康发展的瓶颈之一。3D打印用金属粉末需要满足高纯度、高球形度、细粒径和窄的粒径分布等要求。其制备方法主要有雾化法、等离子体法、旋转电极法、等离子熔丝法等。通过3D打印用金属粉末性能要求、制备方法、粉末性能对3D打印零件的成形效果影响等几个方面介绍国内外的一些研究进展,并提出目前3D打印用金属粉末制备所面临的问题。     

增材制造用金属粉末原材料检测技术

增材制造技术又称3D打印,自提出以来受到国内外学者的广泛关注。金属材料的增材制造相比于其他材料难度较大,对于原材料、工艺控制等方面的要求更严苛。针对国内的增材制造用粉末生产及使用情况,本文从金属粉末粒度分布、形貌和流动性检测方法三个方面,结合实际生产、检测的经验,分别讨论了各种粉末检测方法对于增材制造技术的适用性和可行性。     

3D打印金属粉末的制备方法

3D打印技术是一种新型的打印技术,其突出优点在于无需机械加工或任何模具,就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件,从而极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本。3D打印金属粉末作为金属零件3D打印最重要的原材料,其制备方法备受人们关注。本文主要介绍了目前国内外3D打印金属粉末的制备工艺,气雾化技术的最新进展,并对3D打印金属粉末制备技术的现状进行分析,提出建设性意见。     

中国雾化制粉技术现状简介

合金粉末是金属注射成形、金属3D打印、航空发动机等工业制造4.0的基础原材料,其制备方法主要包括:破碎法、水雾化、气雾化、水-气联合雾化、离心雾化、旋转盘雾化、旋转电极雾化和超声波雾化等方法。通过分析目前国内雾化制粉的技术装备水平和主流产品及品种,并与国外同行业先进技术对比,发现中国的雾化制粉产品在品种种类、产品的平均粒径、成品的收得率、产品的稳定性和一致性等方面均存在不少的差距,是中国从业人员努力追赶的目标及方向。     

Research progress on preparation of metal powder for 3D printing

3D printing is a new type of printing technology, its application is omnipresent in fields like space aviation, medical, automobile and military industry. As a key raw material for metal 3D printing, the quality of the metal powder largely determines the final quality of the product. The typical metal materials and the main preparation methods in the field of metal 3D printing were briefly expounded. Finally, research directions and application prospects of metal 3D print were discussed, the problems in the field of metal 3D printing were pointed out.     

等离子旋转电极雾化制备钨粉及性能表征

采用等离子旋转电极雾化技术(PREP)制备球形钨粉,利用激光粒度分析仪、氧氮分析仪、扫描电子显微镜(SEM)对钨粉末的粒径分布、氧含量、微观形貌、表面组织进行分析。结果表明:球形钨粉粒度集中分布在45~150μm,呈单峰分布,理论中位粒径85.5μm与实测粒径80μm接近。钨粉氧增量均小于0.001 5%,其中45~150μm粉末比15~53μm的粉末氧增量更低,仅为0.000 38%。15~53μm钨粉表面光洁,几乎无空心粉。钨粉物理性能优异,且粒径在45~150μm的钨粉性能优于15~53μm的。     

电流体动力喷射3D打印工艺参数对泰勒锥和打印图形的影响和规律

电流体动力喷射3D打印是一种新型微纳增材制造技术,它具有成本低、结构简单、精度高、打印材料广泛等突出特点和优势.但是,由于电流体动力喷射3D打印的打印速度快、喷嘴和基底打印距离小,特别是对于微尺度特征图形的打印,其实际图形及打印质量难以直接观测,而且影响打印图形精度和质量的工艺参数较多,各个工艺参数相互耦合和相应作用.因而直接有效的控制打印图形的精度(线宽)和质量(线边缘粗糙度)是其面临的一个挑战性难题.本文提出一种通过调整打印工艺参数间接控制泰勒锥形状和尺寸,进而实现对于打印图形精度和质量有效控制的新方法.建立了线宽与工艺参数、材料性能和基底关系的理论模型;通过实验,系统研究并揭示了电流体动力喷射3D打印工艺参数对泰勒锥和打印图形的影响及其规律;优化出针对同一喷嘴较为理想的喷印工艺窗口;并通过典型实验工程案例研究,采用内径60 μm喷嘴实现了最小线宽3 μm打印,验证了实验研究结果的正确性和有效性.本文提出的方法和实验研究结果为电流体动力喷射3D打印的打印精度、图形质量和打印稳定性改进及提高奠定了基础,并为简化和易于操作提供了一种切实可行的方法.      

自摆动喷枪喷吹石灰石粉脱磷的水模拟

 为了探究自摆动喷枪喷吹石灰石脱磷的可行性，建立了自摆动喷枪喷吹石灰石粉脱磷的冷态模型，用水模拟铁水，PMMA粉模拟石灰石粉，真空泵油模拟炉渣，压缩空气模拟氧气，研究了喷头马赫数、喷孔夹角、枪位、供料速度和石灰石粉粒度对熔池内传输动力学条件的影响。结果表明，拉瓦尔喷头可以用于石灰石粉喷吹，但是马赫数不宜太大，最佳马赫数为1.8；熔池内传输的动力学条件随喷孔夹角的增大逐渐改善，但喷孔夹角过大会导致穿透比急剧减小和喷溅程度急剧恶化，最佳喷孔夹角为25°；试验喷枪最佳操作参数为，枪位200 mm，供料速度1.8 kg/min，石灰石粉粒度0.164 mm。