本發明屬于難熔合金，具體涉及一種薄壁稀土摻雜鎢舟及其3d打印制備方法和應用。

背景技術：

1、隨著新技術的發展，對于材料的要求也越來越高，特別是高純材料的制備與研發對于提升產品水平與裝備質量具有極大地促進作用。鎢是熔點最高的金屬，在高溫下具有優異的物理、化學穩定性，以鎢為原料制備得到的鎢舟是承載或制備高純材料的理想選擇，可用于高純鎢粉等難熔金屬或其他高純材料的煅燒、還原以及制備，因而近年來對于鎢舟的需求也越來越高。

2、現有技術中通常以鎢粉為原料，采用粉末冶金法制備鎢舟，但是由此制備的鎢舟壁厚尺寸超過5mm，導致鎢舟整體質量較大，設備承載困難。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種薄壁稀土摻雜鎢舟及其和應用3d打印制備方法。本發明實現了薄壁稀土摻雜鎢舟的快速制備，所得薄壁稀土摻雜鎢舟組織均勻，致密性好，強度高，塑性好，且具有良好的質量穩定性，有效避免在使用過程中出現變形、開裂等問題，使用壽命長。

2、為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

3、本發明提供了一種薄壁稀土摻雜鎢舟的3d打印制備方法，包括以下步驟：

4、將稀土氧化物粉末與鎢粉混合后依次進行壓制、破碎和造粒，得到稀土鎢顆粒料；

5、將所述稀土鎢顆粒料進行等離子球化處理，得到球形稀土鎢復合粉；

6、設計所述薄壁稀土摻雜鎢舟的模型；將所述球形稀土鎢復合粉裝入3d打印設備的粉倉中，按照所述薄壁稀土摻雜鎢舟的模型進行3d打印，得到所述薄壁稀土摻雜鎢舟；所述薄壁稀土摻雜鎢舟的壁厚為0.1～2mm。

7、優選地，所述稀土氧化物粉末中的稀土氧化物包括ce2o3、la2o3或y2o3；所述稀土氧化物粉末的純度不低于99.5％，粒徑不超過1μm。

8、優選地，所述鎢粉的純度不低于99.9％，粒徑不超過5μm。

9、優選地，所述薄壁稀土摻雜鎢舟中稀土氧化物的質量分數不超過2.5％。

10、優選地，所述壓制的條件包括：壓力為150～250mpa，保壓時間為1～5min；

11、所述稀土鎢顆粒料的粒徑為10～70μm。

12、優選地，所述等離子球化處理在保護氣氛下進行，條件包括：等離子體輸出功率為30～60kw，給料速率為10～80g/min。

13、優選地，所述薄壁稀土摻雜鎢舟的模型的尺寸包括：長度為50～350mm，寬度為50～350mm，且寬度≤長度，高度為5～100mm，底厚為1～5mm，壁厚為0.1～2mm。

14、優選地，所述3d打印的條件包括：激光功率為100～240w，掃描速度為200～600mm/s，打印層厚為0.01～0.06mm。

15、本發明提供了上述3d打印制備方法得到的薄壁稀土摻雜鎢舟，密度為17.9～18.8g/cm3。

16、本發明提供了上述技術方案所述薄壁稀土摻雜鎢舟在金屬粉末處理中的應用。

17、本發明提供了一種薄壁稀土摻雜鎢舟的3d打印制備方法，包括以下步驟：將稀土氧化物粉末與鎢粉混合后依次進行壓制、破碎和造粒，得到稀土鎢顆粒料；將所述稀土鎢顆粒料進行等離子球化處理，得到球形稀土鎢復合粉；設計所述薄壁稀土摻雜鎢舟的模型；將所述球形稀土鎢復合粉裝入3d打印設備的粉倉中，按照所述薄壁稀土摻雜鎢舟的模型進行3d打印，得到所述薄壁稀土摻雜鎢舟；所述薄壁稀土摻雜鎢舟的壁厚為0.1～2mm。本發明采用稀土氧化物粉末與鎢粉為原料進行薄壁稀土摻雜鎢舟的制備，其中，稀土氧化物可以細化鎢晶粒，提升晶界強度，從而增加所得薄壁稀土摻雜鎢舟的塑性，有效避免薄壁稀土摻雜鎢舟在制備及使用過程中出現變形、開裂等問題，可大幅延長使用壽命。而且，本發明通過等離子球化處理制備得到球形稀土鎢復合粉，再在此基礎上進行薄壁稀土摻雜鎢舟的制備，可以實現稀土氧化物粉末在鎢粉中的均勻分布，且無需添加有機粘結劑即可實現稀土氧化物粉末與鎢粉的結合，有利于提升所得薄壁稀土摻雜鎢舟的純度。再者，本發明采用3d打印工藝制備薄壁稀土摻雜鎢舟，可以實現薄壁稀土鎢舟的快速制備，克服了傳統鎢舟制備工藝無法制備薄壁結構的缺陷。

18、進一步地，本發明采用等離子球化處理和3d打印技術制備得到一種薄壁、質量穩定、組織均勻、致密性好、強度高、塑性好、使用壽命長的薄壁稀土摻雜鎢舟，且制備方法整體簡單、流程短、便于操作，有利于實現批量化生產。

技術特征：

1.一種薄壁稀土摻雜鎢舟的3d打印制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的3d打印制備方法，其特征在于，所述稀土氧化物粉末中的稀土氧化物包括ce2o3、la2o3或y2o3；所述稀土氧化物粉末的純度不低于99.5％，粒徑不超過1μm。

3.根據權利要求1所述的3d打印制備方法，其特征在于，所述鎢粉的純度不低于99.9％，粒徑不超過5μm。

4.根據權利要求1或2所述的3d打印制備方法，其特征在于，所述薄壁稀土摻雜鎢舟中稀土氧化物的質量分數不超過2.5％。

5.根據權利要求1所述的3d打印制備方法，其特征在于，所述壓制的條件包括：壓力為150～250mpa，保壓時間為1～5min；

6.根據權利要求1所述的3d打印制備方法，其特征在于，所述等離子球化處理在保護氣氛下進行，條件包括：等離子體輸出功率為30～60kw，給料速率為10～80g/min。

7.根據權利要求1所述的3d打印制備方法，其特征在于，所述薄壁稀土摻雜鎢舟的模型的尺寸包括：長度為50～350mm，寬度為50～350mm，且寬度≤長度，高度為5～100mm，底厚為1～5mm，壁厚為0.1～2mm。

8.根據權利要求1所述的3d打印制備方法，其特征在于，所述3d打印的條件包括：激光功率為100～240w，掃描速度為200～600mm/s，打印層厚為0.01～0.06mm。

9.權利要求1～8任一項所述3d打印制備方法得到的薄壁稀土摻雜鎢舟，其特征在于，密度為17.9～18.8g/cm3。

10.權利要求9所述薄壁稀土摻雜鎢舟在金屬粉末處理中的應用。

技術總結
本發明提供了一種薄壁稀土摻雜鎢舟及其3D打印制備方法和應用，屬于難熔合金技術領域。本發明所述薄壁稀土摻雜鎢舟的3D打印制備方法包括以下步驟：將稀土氧化物粉末與鎢粉混合后采用壓制?破碎?造粒的方式制備出成分均勻的稀土鎢顆粒料；將稀土鎢顆粒料進行等離子球化處理，得到球形稀土鎢復合粉；設計薄壁稀土摻雜鎢舟的模型；將球形稀土鎢復合粉裝入3D打印設備的粉倉中，按照薄壁稀土摻雜鎢舟的模型進行3D打印，得到薄壁稀土摻雜鎢舟。本發明實現了薄壁稀土摻雜鎢舟的快速制備，所得薄壁稀土摻雜鎢舟組織均勻，致密性好，強度高，塑性好，且具有良好的質量穩定性，有效避免在使用過程中出現變形、開裂等問題，使用壽命長。

技術研發人員：張帆,王燕飛,何翕,文小強,周寶爐,唐煒,張永會,楊樹忠,蔣家發,周新華
受保護的技術使用者：贛州有色冶金研究所有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24