增材制造用高球形納米結構不銹鋼粉末制備

發布日期：2020-07-31 作者：鄒永鳴點擊：

選區激光熔化技術是一項基于分層、疊加的制造思想，利用高能量的激光束選擇性地、快速地熔化平鋪在成形基板上的金屬粉末的增材制造技術。它具有節省材料、效率更高、程序精度高、可制造復雜部件、適于批量生產等諸多優點，目前已經廣泛應用于航空航天、汽車模具、醫療器械等諸多領域。

影響SLM成形質量的因素有成形工藝參數（如激光功率、掃描速度、掃描間距、粉層厚度、掃描策略等）、外部條件（ＳＬＭ成形設備條件、保護氣氛、預熱功能等）以及粉末質量。其中成形金屬粉末的質量是影響SLM成形件性能的關鍵因素。金屬粉末能夠在成形基板上均勻鋪展開，是SLM成形的必要條件，這就要求粉末具有足夠高的球形度。除此之外，粉末的結構也對SLM成形件的質量有著重大的影響。

316L不銹鋼一種奧氏體不銹鋼，因其價格低廉、機械性能優異、耐腐蝕等特點被廣泛應用于航空航天、汽車、船舶、醫療設備等領域。但是隨著應用工況越來越惡劣，對316L不銹鋼的性能提出了更高的要求。

為此，廣東正德材料表面科技有限公司的研發中心，采用自主研發的“高能球磨+噴霧造粒+等離子體球化”工藝，首先將316L不銹鋼粉末進行無水乙醇中球磨破碎，在高能球磨的作用下，粉末快速細化，并獲得納米顆粒的漿料；然后采用噴霧造粒設備，將含有納米顆粒的漿料進行團聚造粒，從而獲得由納米顆粒團聚而成的微球形顆粒；進一步采用射頻等離子體球化工藝將團聚顆粒致密化和球化，從而獲得超高球形度的納米結構不銹鋼粉末。圖1、2、3分別為高能球磨之后納米不銹鋼粉末SEM形貌，納米團聚不銹鋼粉末SEM形貌以及超高球形度納米結構不銹鋼粉末形貌。