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浙江亚通等离子旋转雾化高品质增材制造金属

放大字体  缩小字体 发布日期:2017-11-22 16:14:06   来源:浙江亚通  浏览次数:1842  
核心提示:近年来,金属3d打印技术发展迅速。然而,对于工业级3d打印领域,粉末耗材仍是制约该技术规模化应用的重要因素之一
    近年来,金属3D打印技术发展迅速。然而,对于工业级3D打印领域,粉末耗材仍是制约该技术规模化应用的重要因素之一。等离子旋转雾化法是制备高纯金属粉体材料较为理想的方法之一。2017年11月,浙江亚通焊材有限公司等离子旋转电极雾化(PERP)生产线调试成功并投入了生产。该生产线不仅制粉效率高,而且制备的粉末品质优异,粉末的定制化能力强。

等离子旋转电极雾化设备示意图

等离子旋转电极雾化机理示意图
    等离子旋转电极制粉技术(Plasma Rotating Electrode Process,PREP)是一种通过大功率等离子枪,金属或者合金棒料为自耗电极,电极棒料超高速旋转,端部熔化成液膜,所受的离心力逐渐克服金属熔化层的粘滞力,在离心力与表面张力的作用下得到粉体的高效粉末制备方法。PREP技术的最大优势在于粉末制备过程中不需要坩埚和陶瓷喷嘴,避免了粉末制备过程的二次污染。
亚通焊材公司PERP生产线的成功投产不仅为自身粉末生产能力添上了浓墨重彩的一笔,同时也为3d打印高品质球形粉末国产化的制备贡献了力量。目前,In718、CoCrMo、GH99等高性能高温合金粉末制备均已取得了重大突破。
以In718为例,等离子旋转雾化制粉特点:

(1)粉末粒度分布更集中
 

等离子旋转雾化法制备合金粉末粒度分布
      气雾化制备的In718合金粉末粒度主要分布在10-150微米,而等离子旋转雾化制备的粒度主要集中在53-150微米。
 (2)粉末球形度更高、无空心粉、无卫星球

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气雾化制备的In718粉末形貌                   等离子旋转雾化制备的In718粉末形貌

    等离子旋转雾化制备的In718合金粉末球形度远优于气雾化制备的In718合金粉末,且无卫星球。

      
      气雾化制备的In718粉末截面         等离子旋转雾化制备的In718粉末截面
     一般情况下,粉末越粗,形成空心粉的概率越大,亚通焊材等离子旋转雾化制备的100-150目的In718合金粉末亦无空心粉。

(3)粉末洁净度高、氧含量低
等离子旋转雾化制粉过程,由于无坩埚熔炼,无高速气流破碎金属液,因此,PREP制备的合金粉末洁净度高,In718粉末的氧含量可以控制在100ppm以内。

4)等离子旋转雾化制粉在3d打印增材制造上的优势
A)粉末实心,打印过程中不会存在空心球带来的气隙、卷入性和析出性气孔、裂纹等缺陷;
B)粉末粒度分布窄,打印过程中少/无球化、团聚现象,表面光洁度更高,且打印的一致性与均匀性可以得到充分保障;
C)粉末球形度高,流动性好,松装密度高,打印得到的制品致密度更高;
D)粉末流动性好,铺粉打印均匀性好,送粉打印顺畅;
E)粉末氧含量低,表面活性小,润湿性好,少/无球化现象,熔化效果好。


     浙江亚通焊材有限公司隶属浙江冶金研究院有限公司,位于杭州市西湖科技园,是一家专业从事金属粉体研发、生产的国家高新技术企业。企业目前拥有钎焊材料与技术国家地方联合实验室、国家级博士后科研工作站、浙江省钎焊材料与技术重点实验室和浙江省重点企业研究院。亚通团队丰富的理论知识和长期的实践经验确立了亚通在粉末制造行业的领先地位。浙江亚通焊材有限公司致力于3D打印用高品质球形金属粉末材料的研发和国产化,公司另配备多台套真空熔炼炉、中频熔炼炉、真空气雾化成套设备、无坩埚气雾化、离心雾化成套设备,成功开发316L、304L不锈钢,17-4PH, M2,D2, H13,30Cr3,18Ni300(MS1), AlSi10Mg, AlSi12, IN718,CoCrMo, TC4等适用于激光/电子束选区熔化、净近成形以及熔覆工艺的金属粉末


 
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