本發(fā)明屬于增材制造，具體涉及一種可用于冷金屬熔融增材制造的包覆粉末制備方法。

背景技術：

1、增材制造技術，是一種以三維數(shù)據(jù)模型為基礎，通過逐層堆積離散材料(如液體、粉材、線材或塊材)，并經(jīng)過后處理工序后，便能近凈成型金屬零部件的先進制造技術，與傳統(tǒng)金屬制造技術相比，增材制造技術具有制造周期短、不需要模具、設計自由度高、復雜結構一體化成型、材料利用率高等顯著優(yōu)勢，能夠極大地提升零部件的結構復雜程度和比強度，實現(xiàn)零件的快速-低成本地生產(chǎn)。

2、目前常見的金屬增材制造技術主要包括粉末床熔融工藝(pbf)和定向能量沉積工藝(ded)，是將能量(激光、電子束或電弧)直接作用于金屬材料本身，通過局部熔化的方式，將離散金屬材料逐層疊加，形成冶金結合的金屬零件，不論是pbf還是ded制備的金屬零件，往往需要在超高的溫度下進行熔融和固化，在制造過程中可能會引入更多的熱應力，易產(chǎn)生翹曲變形和開裂缺陷，嚴重限制了金屬增材應用范圍和質(zhì)量，目前為解決翹曲常見方法是在打印時設計支撐結構，但對于內(nèi)部結構復雜的部件，支撐結構也無法完全解決熱應力導致的變形問題，同時打印完成后需要采用線切割的方式去除支撐。

3、為避免上述技術問題，確有必要提供一種可用于冷金屬熔融增材制造的包覆粉末制備方法以克服現(xiàn)有技術中的所述缺陷。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種可用于冷金屬熔融增材制造的包覆粉末制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：一種可用于冷金屬熔融增材制造的包覆粉末制備方法，包括以下步驟：

3、s1、采用電子天平按照質(zhì)量比例分別稱取金屬粉末和聚合物粘結劑粉末；

4、s2、對聚合物粘結劑粉末進行溶解，加入s1中的金屬粉末：

5、s3、通過溶劑沉淀法使聚合物粘結劑包覆在金屬粉末上，獲取聚合物粘接劑包覆的復合粉末；

6、s4、獲取由s3的粉末制備的金屬零件。

7、作為一種優(yōu)選的實施方案，所述聚合物粘結劑熔點為50～100℃。

8、作為一種優(yōu)選的實施方案，所述金屬粉末比例為85％～98％，所述聚合物粘接劑的比例為2％～15％。

9、作為一種優(yōu)選的實施方案，所述金屬粉末為316l不銹鋼粉，所述金屬粉末的粒徑為15-80μm，所述復合粉末的粘結劑殼體厚度為5-10μm。

10、作為一種優(yōu)選的實施方案，所述對聚合物粘結劑粉末進行溶解，加入s1中的金屬粉末，通過將稱量好的聚合物粘結劑粉末加入溶劑中，逐步加熱至接近溶劑沸點，不斷攪拌待粘接劑完全溶解后，加入步驟s1中的金屬粉末。

11、作為一種優(yōu)選的實施方案，所述通過溶劑沉淀法使聚合物粘結劑包覆在金屬粉末上，包括以下步驟：

12、步驟1、對s2溶劑保溫0.5-2h后停止加熱，逐步降溫至室溫；

13、步驟2、對上述步驟1的溶劑不停地攪拌，粘接劑逐漸在金屬顆粒表面析出；

14、步驟3、將上述步驟2中剩余物料進行過濾、干燥、研磨和篩分，選擇粒徑低于80μm的粉末，獲得粘接劑包覆的復合粉末。

15、作為一種優(yōu)選的實施方案，所述獲取由s3的粉末制備的金屬零件，包括以下步驟：

16、步驟1、通過選擇性激光燒結技術燒結聚合物粘接劑包覆的復合粉末形成預成形坯；

17、步驟2、將預成形坯在真空或氣氛保護下進行脫脂和二次燒結的后處理環(huán)節(jié)得到致密的金屬零件。

18、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

19、本發(fā)明，通過低溫復合粉末的制備只需要極少的低溫粘結劑，即可利用現(xiàn)有比較常見的激光燒結設備進行低溫燒結制備坯體，區(qū)別常規(guī)金屬增材制造中采用高溫熔融金屬粉末成形，可以有效減少高溫熔融出現(xiàn)的熱應力變形，同時可以制備因熱應力變形影響無法制造的復雜結構，從而避免了因高溫熔融熱應力存在而導致的翹曲變形等質(zhì)量問題。

20、本發(fā)明，通過電子天平準確稱量金屬粉末和聚合物粘結劑粉末，然后經(jīng)過溶解、溶劑沉淀法包覆、篩分等步驟即可獲得包覆粉末，并且可以利用現(xiàn)有比較常見的激光燒結設備進行低溫燒結制備坯體，同時，對于粘結劑的選擇具有一定靈活性，可采用環(huán)氧樹脂粉末、聚乙二醇、聚醛樹脂、聚環(huán)氧乙烷粉末中的一種或幾種混合物，能夠根據(jù)不同需求進行調(diào)整，而且，金屬粉末比例85％-98％和粘結劑殼體厚度5-10μm等參數(shù)也可在一定范圍內(nèi)優(yōu)化，以適應不同的應用場景和性能要求，這使得該技術在金屬增材制造領域具有廣泛的適用性，易于推廣和應用。

21、本發(fā)明，通過采用低溫燒結工藝，不需要像傳統(tǒng)金屬增材制造那樣在超高溫度下進行操作，因此對設備的耐高溫性能等要求降低，設備成本和維護成本也相應降低，同時，在制備過程中能夠批量快速制備復雜形狀的致密金屬零件，提高了生產(chǎn)效率，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，在工業(yè)生產(chǎn)中具有顯著的經(jīng)濟優(yōu)勢。

技術特征：

1.一種可用于冷金屬熔融增材制造的包覆粉末制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種可用于冷金屬熔融增材制造的包覆粉末制備方法，其特征在于：所述聚合物粘結劑熔點為50～100℃。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種可用于冷金屬熔融增材制造的包覆粉末制備方法，其特征在于：所述金屬粉末比例為85％～98％，所述聚合物粘接劑的比例為2％～15％。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種可用于冷金屬熔融增材制造的包覆粉末制備方法，其特征在于：所述金屬粉末為316l不銹鋼粉，所述金屬粉末的粒徑為15-80μm，所述復合粉末的粘結劑殼體厚度為5-10μm。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種可用于冷金屬熔融增材制造的包覆粉末制備方法，其特征在于：所述對聚合物粘結劑粉末進行溶解，加入s1中的金屬粉末，通過將稱量好的聚合物粘結劑粉末加入溶劑中，逐步加熱至接近溶劑沸點，不斷攪拌待粘接劑完全溶解后，加入步驟s1中的金屬粉末。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種可用于冷金屬熔融增材制造的包覆粉末制備方法，其特征在于：所述通過溶劑沉淀法使聚合物粘結劑包覆在金屬粉末上，包括以下步驟：

7.根據(jù)權利要求1所述的一種可用于冷金屬熔融增材制造的包覆粉末制備方法，其特征在于：所述獲取由s3的粉末制備的金屬零件，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明公開了一種可用于冷金屬熔融增材制造的包覆粉末制備方法，屬于增材制造技術領域，包括以下步驟：S1、采用電子天平按照質(zhì)量比例分別稱取金屬粉末和聚合物粘結劑粉末；S2、對聚合物粘結劑粉末進行溶解，加入S1中的金屬粉末：S3、通過溶劑沉淀法使聚合物粘結劑包覆在金屬粉末上，獲取聚合物粘接劑包覆的復合粉末；本發(fā)明，通過低溫復合粉末的制備只需要極少的低溫粘結劑，即可利用激光燒結設備進行低溫燒結制備坯體，區(qū)別常規(guī)金屬增材制造中采用高溫熔融金屬粉末成形，可以有效減少高溫熔融出現(xiàn)的熱應力變形，同時可以制備因熱應力變形影響無法制造的復雜結構，從而避免了因高溫熔融熱應力存在而導致的翹曲變形等質(zhì)量問題。

技術研發(fā)人員：鄧方行,陳旭東,賀一軒,王寧,陳武濤,王衛(wèi)民,李慶
受保護的技術使用者：西安空天機電智能制造有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/15