本發(fā)明涉及3D打印用金屬粉末，具體說是3D打印用復(fù)合金屬粉末的制備方法。
背景技術(shù)：
“3D 打印”技術(shù)，也稱為增材制造技術(shù)，屬于快速成型技術(shù)的一種。它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將粉末狀金屬或塑料等可粘合材料進行逐層堆積黏結(jié)疊加成型，最終制造出實體產(chǎn)品的技術(shù)。3D 打印的核心原理是“分層制造，逐層疊加”，與傳統(tǒng)“減材制造”的制造技術(shù)相比，3D 打印技術(shù)將機械、材料、計算機、通信、控制技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)等技術(shù)融合貫通，具有實現(xiàn)一體制造復(fù)雜形狀工件、大大縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期、節(jié)省大量材料、提高生產(chǎn)效率等明顯優(yōu)勢。 具體來說：首先，3D 打印技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩鄶U大；其次，3D 打印技術(shù)在各個應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用層面不斷深入；再者，3D 打印技術(shù)自身的物化形式將更加豐富。由此，該技術(shù)必然在不久的將來快速滲透到國防、航空航天、電力、汽車、生物醫(yī) 學(xué)模具、鑄造、電力、農(nóng)業(yè)、家電、工藝美術(shù)、動漫等諸多領(lǐng)域，深刻影響著上述領(lǐng)域的設(shè)計理念，并配合其他技術(shù)完善、甚至更新某些司空見慣的制造方案，使制造更為智能、簡捷、綠色，產(chǎn)品性能更加貼近理想狀態(tài)。現(xiàn)在3D打印技術(shù)已成為全球最關(guān)注的新興技術(shù)之一。這種新型的生產(chǎn)方式與其他數(shù)字化生產(chǎn)模式一起將推動第三次工業(yè)革命的實現(xiàn)。制約3D打印技術(shù)迅速發(fā)展的其中一大瓶頸是打印材料，特別是金屬打印材料。研發(fā)和生產(chǎn)性能更好和通用性更強的金屬材料是提3D打印技術(shù)的關(guān)鍵。在高性能金屬構(gòu)件直接采用3D打印技術(shù)制造方面，需要粒徑細、粒徑均勻、高球形度、低氧含量的各類金屬粉末。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可制備粒徑較小、粒徑較為均勻的3D打印用復(fù)合金屬粉末的制備方法。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：3D打印用復(fù)合金屬粉末的制備方法，其包括以下步驟：
（1）將各金屬單質(zhì)進行熔煉，待溶清后撈凈浮渣，得到合金液；
（2）將合金液澆注至模具中，然后置于冷水中冷卻至室溫，得到合金錠；
（3）將合金錠車削成細屑后進行粉碎，得到合金粉；
（4）將合金粉與液體混合，并加入有機粘合劑攪拌均勻，配制成金屬粉漿料；
（5）再將漿料通過噴霧造粒機制成球狀3D打印用金屬粉末。
作為優(yōu)選，所述金屬單質(zhì)采用鋁粒、銅粒和鎳粒，其中鎳的含量為10wt%，鋁的含量為1—2 wt %，余量為銅。
作為優(yōu)選，所述液體采用蒸餾水或去離子水，且合金粉與液體的質(zhì)量比為（2.5—3）：1。
作為優(yōu)選，所述有機粘合劑采用金屬造粒劑，其加入量為合金粉質(zhì)量的2—4%。
作為優(yōu)選，所述噴霧造粒機采用離心噴霧造粒機或壓力噴霧造粒機。
作為優(yōu)選，所述離心噴霧造粒機的轉(zhuǎn)速為5000—8000轉(zhuǎn)/分，壓力噴霧造粒機的壓力為15—25kg/ cm 2。
作為優(yōu)選，所述噴霧造粒機干燥空氣的進口溫度為250—350℃、出口溫度為100—150℃；干燥空氣的流量為100—200 Nm 3 /h；進料速度為10—20 kg/h。
從以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明通過合金液澆注至模具中，然后置于冷水中冷卻至室溫，使合金液快速冷卻，保證金屬在高溫階段停留時間較短，合金元素來不及擴散，從而細化組織，降低偏析，再通過噴霧造粒機可制備粒徑小、粒徑均勻的3D打印用金屬粉末。
具體實施方式
下面將詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。
3D打印用復(fù)合金屬粉末的制備方法，其包括以下步驟：
以鋁、銅、鎳粒為原料，并按鎳的含量為10wt%、鋁的含量為1—2 wt %、余量為銅進行配料；然后將鋁粒置于感應(yīng)加熱爐中，鋁粒溶解后加入銅粒和鎳粒進行熔煉，待溶清后撈凈浮渣，得到合金液；將合金液澆注至模具中，連同模具迅速置于冷水中冷卻至室溫，得到合金錠；接著將合金錠車削成細屑后進行粉碎，得到合金粉；接著將合金粉與液體混合，并加入金屬造粒劑攪拌均勻，配制成金屬粉漿料；再將漿料通過離心噴霧造粒機或壓力噴霧造粒機制備球狀的、粒徑較小的、粒徑分布均勻的3D打印用金屬粉末。
實施例1
將1wt %鋁粒置于感應(yīng)加熱爐中，鋁粒溶解后加入89wt %銅粒和10wt%鎳粒進行熔煉，待溶清后撈凈浮渣，得到合金液；將合金液澆注至模具中，連同模具迅速置于冷水中冷卻至室溫，得到合金錠；接著將合金錠車削成細屑后進行粉碎，得到合金粉；接著將合金粉與蒸餾水混合，且合金粉與蒸餾水的質(zhì)量比為2.5：1，并加入合金粉質(zhì)量的2%金屬造粒劑攪拌均勻，配制成金屬粉漿料；再將漿料通過離心噴霧造粒機進行造粒，其中噴霧造粒機干燥空氣的進口溫度為250℃、出口溫度為100℃、干燥空氣的流量為100 Nm 3 /h、進料速度為10kg/h，離心噴霧造粒機的轉(zhuǎn)速為5000—8000轉(zhuǎn)/分，從而獲得球狀的3D打印用金屬粉末；該金屬粉末的粒徑分布范圍為56—78nm，硬度可達36.1HRC。
實施例2
將1.5 wt %鋁粒置于感應(yīng)加熱爐中，鋁粒溶解后加入88.5 wt %銅粒和10wt%鎳粒進行熔煉，待溶清后撈凈浮渣，得到合金液；將合金液澆注至模具中，連同模具迅速置于冷水中冷卻至室溫，得到合金錠；接著將合金錠車削成細屑后進行粉碎，得到合金粉；接著將合金粉與去離子水混合，且合金粉與去離子水的質(zhì)量比為2.8：1，并加入合金粉質(zhì)量的3%金屬造粒劑攪拌均勻，配制成金屬粉漿料；再將漿料通過壓力噴霧造粒機進行造粒，其中噴霧造粒機干燥空氣的進口溫度為300℃、出口溫度為130℃、干燥空氣的流量為150 Nm 3 /h、進料速度為15 kg/h，壓力噴霧造粒機的壓力為25kg/ cm 2，從而獲得球狀的3D打印用金屬粉末；該金屬粉末的粒徑分布范圍為52—70nm，硬度可達44.1HRC。
實施例3
將2 wt %鋁粒置于感應(yīng)加熱爐中，鋁粒溶解后加入88wt %銅粒和10wt%鎳粒進行熔煉，待溶清后撈凈浮渣，得到合金液；將合金液澆注至模具中，連同模具迅速置于冷水中冷卻至室溫，得到合金錠；接著將合金錠車削成細屑后進行粉碎，得到合金粉；接著將合金粉與去離子水混合，且合金粉與去離子水的質(zhì)量比為3：1，并加入合金粉質(zhì)量的4%金屬造粒劑攪拌均勻，配制成金屬粉漿料；再將漿料通過壓力噴霧造粒機進行造粒，其中噴霧造粒機干燥空氣的進口溫度為350℃、出口溫度為150℃、干燥空氣的流量為200 Nm 3 /h、進料速度為20 kg/h，壓力噴霧造粒機的壓力為15kg/ cm 2，從而獲得球狀的3D打印用金屬粉末；該金屬粉末的粒徑分布范圍為54—73nm，硬度可達38.9HRC。
以上對本發(fā)明實施例所提供的技術(shù)方案進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實施例，在具體實施方式以及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。