球形钛合金粉末制备技术及航空增材制造应用研究进展

钛合金具有高强轻质耐高温的特点,因而成为拥有巨大前景的航空结构材料。传统的机械制造工艺难度大、成本高,限制了钛合金的应用。增材制造(AM)作为新兴的先进制造技术,可以通过逐层加工的方式制造出具有较高三维精度的金属部件,从而实现钛合金的近净形加工。因此,首先介绍了球形钛合金粉末制备技术,其中包括等离子旋转电极雾化法（PREP)、电极感应气体雾化法（EIGA）、等离子体雾化（PA）和等离子球化技术（PS）等,对比4种球形钛合金粉末的制备技术和优缺点,以及在航空增材制造的应用,包括激光选区熔化（SLM）、电子束选区熔化（EBSM）和激光熔化沉积（LMD）等,总结了不同钛合金粉末制备技术在航空增材制造的应用特点和发展趋势,并指出钛合金增材制造未来发展的关键是低间隙钛粉的制备,增材制造设备高精度、高效率和大型化将是未来的发展趋势。     

高性能球形金属粉末制备技术进展

本文基于增材制造工艺对金属粉末的应用需求,概述了几种国际上高性能球形金属粉末制备技术,包括真空感应气体雾化(VIGA)、电极感应气体雾化(EIGA)、等离子雾化(PA)、等离子球化(PS)和等离子旋转电极(PREP),对比了气雾化粉末和旋转电极粉末用于增材制造零部件显微组织和力学性能差异。重点论述了粉末制备技术的发展趋势,为粉末制备技术的选择和增材制造选材、用材提供参考。     

球形钛及钛合金粉制备技术现状及展望

主要介绍了制备球形钛及钛合金粉的方法,有传统的气雾化法(GA法)、超声雾化法、旋转电极离心雾化法(REP)、等离子旋转电极法(PREP法)、等离子直流弧球化法(PA法)、射频等离子炬球化法(TEKNA法)和新发明的造粒烧结法(GSD法),并对这些方法进行了比较,最后指出造粒烧结法(GSD法)因其成本低廉和对设备要求低等优点将会成为球形钛及钛合金粉末制备的主要方法,降低钛及钛合金快速成型的成本,推动增材制造技术的普及与应用。     

增材制造用钛合金粉末的制备现状

钛合金因其具有高的比强度、比刚度和良好的耐腐蚀性能,广泛应用于航空航天、汽车以及增材制造等领域。球形钛合金粉末是增材制造的核心原料,对3D打印产品的质量起着关键作用。目前增材制造用钛合金粉末的主要制备方法包括电极感应熔炼气雾化法(EIGA)、等离子旋转电极雾化法（PREP）和氢化脱氢—等离子球化联合法（HDH-PS）等,介绍这些制备方法的原理及研究现状,探究钛合金球形粉末制备技术的影响因素,进而展望增材制造用钛合金粉末技术未来的发展方向。     

增材制造用高温合金粉末制备技术及研究进展

球形粉末是增材制造、粉末冶金、注射成型等制备工艺的重要原料,其成分、粒度、球形度、空心粉率等是影响最终构件性能的关键因素。本文详细介绍了真空感应熔炼气雾化法、电极感应熔炼气雾化法以及等离子旋转电极雾化法等三种可用于增材制造的工程化高温合金球形粉末的制备技术,分析了这三种制粉工艺的特点,阐述了这三种制粉工艺的研发进展,探讨了三种制粉工艺所制备的粉末缺陷形成原因及控制方法,并提出了增材制造用高温合金粉末制备技术的发展趋势。     

球形钛粉先进制备技术研究进展

高性能球形钛粉具有球形度高、流动性好、松装密度高、氧含量低(0.15%(质量分数))、粒度细等特点,主要应用于金属注射成型、激光增材制造及热喷涂等领域。目前国内外球形金属钛粉的制备技术主要包括雾化法和球化法。雾化法是工业生产制备球形钛粉应用最广泛的方法,主要包括气体雾化、离心雾化、等离子火炬雾化技术以及超声雾化技术,本文详述了各种制备技术的基本原理及其各自特点。其中气雾化技术所制备的钛粉末粒度细小、球形度高、氧含量低,具备大规模生产的能力并且成本低,是目前生产高性能球形钛及合金粉末的主要方法。最后指出低氧低成本细粒度球形钛粉末的制备是钛及合金粉末发展的主要方向,优化制粉工艺、重视粉体基础理论研究是获得高性能球形钛粉的主要途径。     

金属材料电弧增材制造技术研究现状

电弧增材制造（WAAM）技术将电弧作为热源，具备熔敷效率高、设备简单、成本较低的特点，在制备大型零件时具有更大的优势。基于3种典型电弧热源的电弧增材制造方法包括熔化极电弧（GMA）增材制造、非熔化极电弧（GTA）增材制造与等离子弧（PA）增材制造。GMA增材制造技术拥有熔敷效率高、易于实现等特点，特别是基于冷金属过渡（CMT）的增材制造技术取得了重要进展，主要缺点在于熔滴过渡对熔池的显著冲击易影响成形精度和质量。GTA增材制造技术具有最为稳定的电弧燃烧过程，具有无飞溅、成形精度与质量高等显著优势，特别适合于铝合金、镍基合金、钛合金等材料的增材制造。PA增材制造与GMA增材制造与GTA增材制造相比，存在能量密度高、集束性好等优点。但是PA合理参数区间较窄、参数匹配复杂、热输入大等缺点也限制了其在该领域的应用。由于增材制造过程使得后堆积层存在反复加热与冷却，增材制造成形件组织存在上中下区域的差异以及熔敷方向及垂直于熔敷方向性能的各向异性。增材制造金属材料的热循环过程对于晶粒尺寸、熔覆层性能以及成形精度非常关键，分别可以通过改变成形件冷却条件、改变熔池凝固条件对组织性能进行改善。新型电弧热源...     

模具钢增材制造及其性能的研究进展

随形冷却模具一般具有复杂的异形流道,能够大大提高冷却效率和产品的表面质量,但是其加工难度非常大.增材制造是一种通过逐层累加实现构件成形的技术,其优势是能实现材料的内部复杂结构.粉末的制备是增材制造的基础也是关键步骤,粉末质量的高低一定程度上决定了增材件的好坏,常见的模具钢粉末制备方法有气雾化法和等离子旋转电极雾化法.增...     

攀钢3D打印用球形钛合金粉取得阶段性进展

正(5月30日消息)攀钢研究院钛金属技术研究所增材制造项目团队日前完成了氩气站的建设和雾化设备的匹配性调试工作,标志着3D打印用球形钛合金粉取得阶段性进展,为球形钛及钛合金粉末产业化生产奠定了基础。目前,3D打印金属粉末材料包括钛合金、模具钢、铝合金、青铜合金和镍合金等,而钛合金粉末作为金属零件3D打印产业链中最重要的一环,也是最大的价值所在。电极感应气雾化法是目前世界上工业化生产钛合金粉末的主要方法之一,也是国内工业批量化生产3D激     

超高转速等离子旋转电极工艺制备钬铜球形粉末的研究

采用超高转速等离子旋转电极工艺(supreme-speed plasma rotating electrode process, SS-PREP)制备韧性金属间化合物钬铜(HoCu)球形粉末, 粉末粒度在15~106μm之间。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、能谱分析及光学显微镜分析了SS-PREP钬铜球形粉末的粒度分布、松装密度、振实密度及霍尔流速等粉末特性, 比较了不同试验方法对粒度分布的表征。结果表明, SS-PREP钬铜粉末主要由CsCl结构的RM型B2相构成, 不同粒度的HoCu球形颗粒化学成分基本一致, 随着粉末粒度增大, HoCu球形粉末的非球形颗粒比例呈现下降趋势。     

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。     

等离子旋转电极制粉技术研究进展

等离子旋转电极制粉技术是当前生产高品质球形金属粉末的重要技术之一，通过电极高速旋转产生的离心力将液膜甩出形成液滴，在惰性气氛中雾化凝固成球形粉末。该技术制备的粉末已成为增材制造、热等静压、表面喷涂等制造技术的重要原料。本文回顾了国内外等离子旋转电极制粉技术的发展历史，综述了近年来国内外发展现状，特别是总结了等离子旋转电极装备和技术在中国的发展情况，指出了该技术尚需研究的科学技术问题和发展方向。     

日本大阪钛推出专用于增材制造的气雾化钛粉TILOP64

正近日,全球领先的钛金属制造商大阪钛(Osaka Titanium)正在将其钛金属粉末制品的应用范围扩大至增材制造。据悉,该公司的TILOP级气体雾化球形钛粉如今已经可以用于增材制造系统。据了解,大阪钛的这种TILOP钛粉是用感应熔炼气体雾化工艺(IAP)生产出来的,这是一种不需要坩埚熔化的气雾化方法,这种方法产生的杂质少。据公司介绍,TILOP粉末颗粒的精细结构和球面形状是通过快速淬火凝固工艺获得的,由于不采用坩埚,可以避     

紧耦合气雾化技术制备选区激光熔化用18Ni300合金粉末的研究

基于紧耦合气雾化技术制备符合选区激光熔化用18Ni300合金粉末, 重点研究了雾化压力对粉末粒度(中值粒径, D₅₀)、粒度分布、球形度、氧含量、流动性和松装密度等特性的影响。结果表明: 雾化压力对上述粉末特性影响显著, 当雾化压力在3.5 MPa到4.5 MPa范围时, 随着压力的提高, 粉末粒度降低、表面形貌改善、流动性变好、松装密度增加。当雾化压力为4.5 MPa时, 所制备的粉末综合特性最优, 粉末粒度(D₅₀)为34 μm, 球形度为0.77, 氧含量为0.02%(质量分数), 流动性为17.4[s·(50g)-1], 松装密度为4.32g·cm-3, 15~53 μm粒径范围粉末收得率为38.1%, 满足选区激光熔化技术对金属粉末性能的要求。     

激光熔融沉积技术制备Ti-Fe-B合金

<正>近日,南京工业大学钛合金材料基础研究团队提出一种新型激光熔融沉积技术制备Ti-Fe-B合金。激光熔融沉积原料为采用等离子旋转电极工艺(PREP)制备的Ti-Fe-B合金粉末。其中添加适量的B以实现对增材制造钛合金组织的调控,促进等轴晶的形成,有效克服因钛合金增材制造凝固过程自发形核不足而产生柱状晶的问题。同时分别采用铸造、锻造的方式制备了该合金。对比发现,激光熔融沉积制得Ti-Fe-B合金具有更优的力学性能,     

等离子旋转电极雾化制粉设备国内研究现状

增材制造和粉末冶金技术的快速发展和应用对金属粉末的需求日益增加,和其他制粉工艺相比,等离子旋转电极雾化工艺制取的粉末品质具有明显优势,是增材制造和粉末冶金理想的成形原料。本文介绍了国内外等离子旋转电极雾化制粉技术的发展现状,对其中的关键技术进行了分析,并对等离子旋转电极雾化制粉技术的发展进行了展望。     

选区激光熔化 GH3625 显微组织及拉伸性能分析

激光选区熔化技术是增材制造技术的一种,该技术自诞生以来在金属样件制备过程中发挥越来越重要的作用。但是运用该技术制备成型件的组织研究尚未明确,本文以GH3625高温合金为例,研究选区激光熔化成型件组织特点及拉伸性能。结果表明,选区激光熔化成型件组织主要为胞状晶,选区激光熔化微熔池中,晶粒生长方向在同一个区域中呈现出典型的细小柱状晶(亚晶)和近似六边形的胞状晶。拉伸实验结果表明选区激光熔化成型试样具有良好的拉伸性能。     

雾化法制备高品质钛合金粉末技术研究

研究了惰性气体雾化法和等离子旋转电极法两种雾化法制备工艺所得TA15钛合金粉末的化学成分、粒度分布、颗粒形貌及微观组织。结果表明,雾化法制备的粉末间隙元素增量低,而且颗粒球形度高,颗粒内部是细小的胞状显微组织;惰性气体雾化法制备的粉末细粉收得率较高,有较多的吸附颗粒,颗粒内部有气孔;等离子旋转电极法制备的粉末粒度分布范围窄,颗粒呈规则的球形,表面光亮、圆滑。     

增材制造用钛合金粉末和高温合金粉末的生产

正增材制造产业的发展吸引了一系列公司进入提供金属粉末的市场。由于航空工业和医疗领域对钛合金和高温合金的青睐,钛合金和高温合金逐渐被证明是迅速增长的增材制造行业的领先材料。增材制造要求钛合金和高温合金粉末具有高纯净度、独特的形状和尺寸,以满足稳定的高质量部件生产的要求。Arcam AB公司宣布,位于加拿大蒙特利尔的子公司APC将利用等离子制粉专利技术生产高球形度     

攀钢研究院成功解决球形钛合金粉粉体流动性问题

正(2020年5月19日消息)日前,攀钢研究院钛金属技术研究所增材制造项目团队通过引进气流分级设备,自主开发粉体流动性工艺技术,成功将适用于激光选区熔化15～53μm球形钛粉流动性提升至32 s/50g,标志院气雾化粉末品质迈上新台阶。粉体流动性是评价3D打印金属粉体质量的核心指标之一,粉体的流动性直接影响铺粉的均匀性或送粉的稳定性,粉末流动性太差易造成分成厚度不均,打印扫描区域内的金属熔化量不均,导致3D打印件内