1.本發(fā)明的激光3D打印用高性能球形合金粉末制備裝置,其特征在于,組成包括真空獲得和充氣系統(tǒng)、感應(yīng)熔煉系統(tǒng)、霧化制粉系統(tǒng)、粉末收集系統(tǒng)、和電源系統(tǒng);
所述的感應(yīng)熔煉系統(tǒng),包括無坩堝的感應(yīng)線圈、帶坩堝的感應(yīng)線圈、連續(xù)送料器和熔煉室,連續(xù)送料器具有向下運動和自傳的功能,連續(xù)送料器設(shè)置在熔煉室的上部,無坩堝的感應(yīng)線圈設(shè)置在熔煉室內(nèi)部、帶坩堝的感應(yīng)線圈均設(shè)置在熔煉室內(nèi)部,坩堝底部設(shè)置有拔塞機構(gòu);感應(yīng)熔煉系統(tǒng)與電源系統(tǒng)相連接;
所述的霧化制粉系統(tǒng),設(shè)置在感應(yīng)熔煉系統(tǒng)的正下方,且與感應(yīng)熔煉系統(tǒng)相連通,包括霧化室、若干噴嘴和加壓氣體供給裝置;加壓氣體供給裝置與噴嘴相連通,噴嘴周向均勻設(shè)置在霧化室上部;霧化制粉系統(tǒng)與電源系統(tǒng)相連接;
所述的真空獲得和充氣系統(tǒng),與感應(yīng)熔煉系統(tǒng)相連接,與霧化制粉系統(tǒng)的噴嘴相連通,與電源系統(tǒng)相連接;
所述的粉末收集系統(tǒng),設(shè)置在霧化制粉系統(tǒng)的下方,且與霧化制粉系統(tǒng)相連通,粉末收集系統(tǒng)與電源系統(tǒng)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光3D打印用高性能球形合金粉末制備裝置,其特征在于,所述組成還包括電控系統(tǒng)、自動感應(yīng)測溫系統(tǒng)、霧化氣嘴壓力自動控制系統(tǒng)、真空篩粉與儲料箱系統(tǒng)、自動水冷循環(huán)系統(tǒng)和安全防護系統(tǒng);
所述的感應(yīng)熔煉系統(tǒng)設(shè)置有自動感應(yīng)測溫系統(tǒng),所述的自動感應(yīng)測溫系統(tǒng)為紅外測溫儀或鎢錸熱偶;
所述的霧化氣嘴壓力自動控制系統(tǒng),分別與感應(yīng)熔煉系統(tǒng)的熔煉室、霧化制粉系統(tǒng)的霧化室和噴嘴相連,通過探測壓力變化,來電動調(diào)節(jié)霧化室氣壓和噴嘴氣壓;
所述的真空篩粉與儲料箱系統(tǒng),包括真空篩分裝置、真空手套操作箱和儲料箱;真空篩分裝置提供真空環(huán)境進行篩分,真空手套操作箱內(nèi)進行稱重后,放入儲料箱保存;
所述的感應(yīng)熔煉系統(tǒng)和霧化制粉系統(tǒng)均設(shè)置有安全防護系統(tǒng);所述的安全防護系統(tǒng)為防爆裝置;
所述的自動水冷循環(huán)系統(tǒng),分別與感應(yīng)熔煉系統(tǒng)、霧化制粉系統(tǒng)、電源系統(tǒng)和空篩粉與儲料箱系統(tǒng)相連通;為其提供循環(huán)水冷;
所述的真空獲得和充氣系統(tǒng)與感應(yīng)熔煉系統(tǒng)分別與電控系統(tǒng)相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光3D打印用高性能球形合金粉末制備裝置,其特征在于,所述的感應(yīng)熔煉系統(tǒng),感應(yīng)線圈環(huán)繞坩堝外部設(shè)置;所述感應(yīng)熔煉系統(tǒng),還包括轉(zhuǎn)動門、視察窗口、泄壓窗口和測壓表,轉(zhuǎn)動門、視察窗口和泄壓窗口均設(shè)置在爐體上,測壓表設(shè)置在爐腔內(nèi);所述感應(yīng)熔煉系統(tǒng),連續(xù)送料器包括電動感應(yīng)電極進給機構(gòu);所述感應(yīng)熔煉系統(tǒng),拔塞機構(gòu)設(shè)置有驅(qū)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光3D打印用高性能球形合金粉末制備裝置,其特征在于,所述的霧化制粉系統(tǒng),噴嘴進氣內(nèi)腔的進氣沖擊面為圓弧型,噴嘴出氣口為楔形口,噴嘴出氣口外側(cè)設(shè)置有擋板;擋板形狀為錐形體;所述的粉末收集系統(tǒng),包括一級粉末收集器和二級粉末收集器和手套操作箱;一級粉末收集器與二級粉末收集器相連通,二級粉末收集器的集料槽設(shè)置在真空手套操作箱內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的激光3D打印用高性能球形合金粉末制備裝置,其特征在于,所述的激光3D打印用高性能球形合金粉末制備裝置,設(shè)置有可移動的支架,用來完成人工的觀察和操作。
6.采用權(quán)利要求1所述的激光3D打印用高性能球形合金粉末制備裝置,制備激光3D打印用高性能球形合金粉末的方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟1,感應(yīng)熔煉系統(tǒng)的選擇,為(a)或(b):
(a)當要制備的合金粉末為航空鈦合金微粉時,感應(yīng)熔煉系統(tǒng)選擇無坩堝感應(yīng)體系;
(b)當要制備的合金粉末為鎳基/鈷基高溫合金微粉時,感應(yīng)熔煉系統(tǒng)選擇有坩堝感應(yīng)體系;
步驟2,裝料:
對應(yīng)步驟1(a),將加工好的合金棒固定在連續(xù)送料器上,調(diào)節(jié)合金棒的尖端位置處于感應(yīng)線圈中心;
對應(yīng)步驟1(b),將鎳基/鈷基合金棒放入熔煉室的坩堝內(nèi),并使拔塞機構(gòu)處于關(guān)閉狀態(tài);
步驟3,抽真空后充入惰性氣體:
啟動真空獲得和充氣系統(tǒng)的抽真空系統(tǒng),使熔煉室、霧化室和粉末收集裝置內(nèi)真空度≥4.0×10-3Pa時,關(guān)閉抽真空系統(tǒng),打開充氣系統(tǒng),向熔煉室、霧化室和粉末收集裝置內(nèi)充入高純氬氣;
步驟4,熔煉與霧化:
(1)啟動感應(yīng)熔煉系統(tǒng)的感應(yīng)線圈,設(shè)定初始溫度和升溫速度,對合金進行感應(yīng)加熱;
(2)當合金達到預(yù)設(shè)溫度時,啟動連續(xù)送料器向下運動并自傳,或開啟拔塞機構(gòu)使熔融的合金液滴進入霧化制粉系統(tǒng),同時通過真空獲得和充氣系統(tǒng),使噴嘴的壓力為6.0~7.0MPa,熔煉室與霧化室壓差維持在0.01~0.03MPa,同時立即升高感應(yīng)線圈溫度150~300℃,直至霧化制粉結(jié)束,制得合金粉末;
步驟5,收集:
通過粉末收集裝置對霧化室制備的合金粉末進行收集。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備激光3D打印用高性能球形合金粉末的方法,其特征在于,所述步驟2中,對應(yīng)步驟1(a),調(diào)試紅外測溫儀距離合金棒尖端20~30cm;所述步驟3中,開啟電源后,啟動自動水冷循環(huán)系統(tǒng)的溫度為20~35℃后,開啟抽真空系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備激光3D打印用高性能球形合金粉末的方法,其特征在于,所述步驟4中,合金溫度通過自動感應(yīng)測溫系統(tǒng)獲取;初始溫度為800~1100℃和升溫速度為2~100℃/s;當合金達到預(yù)設(shè)溫度時,同時啟動安全防護系統(tǒng),啟動自動控制氣嘴壓力系統(tǒng)使噴嘴的壓力為6.0~7.0MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備激光3D打印用高性能球形合金粉末的方法,其特征在于,所述的制備激光3D打印用高性能球形合金粉末的方法,收集后的合金粉末,通過真空篩粉與儲料箱系統(tǒng)進行分級篩選后儲存?zhèn)溆谩?/p>
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備激光3D打印用高性能球形合金粉末的方法,其特征在于,抽真空、充氣、電極升降和選轉(zhuǎn)過程通過電控系統(tǒng)來完成。