本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種3D打印用鋁合金粉的制備方法，尤其涉及一種制備優(yōu)異燒結(jié)性能的3D打印用鋁合金粉的方法。
背景技術(shù)：
3D打印(3DP)即快速成型技術(shù)的一種，它是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。3D打印技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展起來，并且隨著其不斷發(fā)展，傳統(tǒng)制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)也逐步提高，就航空航天領(lǐng)域而言，輕量化、高利用率已經(jīng)逐步稱為其制造零部件的標(biāo)準(zhǔn)，而其中所用到最多的就是鋁合金。鋁合金用于制造零部件，其生產(chǎn)成本相比其他金屬材料要低得多，并且地殼中鋁元素含量豐富，更是“可再生資源”，因此航空航天領(lǐng)域飽受人們關(guān)注。
航空航天領(lǐng)域中用到最多的材料是鋁合金，用于打印的鋁合金會反射激光，造成很多打印缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種具有優(yōu)異燒結(jié)性能、步驟簡單、操作流程短的制備3D打印用鋁合金粉的方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
一種制備優(yōu)異燒結(jié)性能的3D打印用鋁合金粉的方法，將鋁合金原材料抽真空并微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)下熔煉成鋁合金液體，并保持熔煉和保溫過程中鋁合金液體獲得250～300℃的過熱度，采用氮?dú)庾鳛殪F化氣體，對熔融后的鋁合金液體進(jìn)行氣霧化，得到3D打印用鋁合金粉。
所述的制備優(yōu)異燒結(jié)性能的3D打印用鋁合金粉的方法，優(yōu)選包括以下步驟：
A、將鋁合金原材料加入霧化設(shè)備的熔煉機(jī)構(gòu)，對霧化設(shè)備中的霧化機(jī)構(gòu)及熔煉機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽真空，確保其處于真空狀態(tài)；
B、向熔煉機(jī)構(gòu)內(nèi)沖入氮?dú)?，使其處于微正壓狀態(tài)；微正壓狀態(tài)指壓強(qiáng)略
高于大氣壓的狀態(tài)；
C、將熔煉機(jī)構(gòu)中的保溫爐升溫，達(dá)到指定溫度后，打開熔煉機(jī)構(gòu)中的熔煉爐電源，使其加熱，當(dāng)熔煉機(jī)構(gòu)中的保溫爐和熔煉爐達(dá)均達(dá)到熔煉溫度后，保溫30min～60min，使其獲得200～300℃的過熱度；
D、采用氮?dú)庾鳛殪F化氣體，控制霧化壓強(qiáng)為2-4Mpa，對熔融后的鋁合金液體進(jìn)行氣霧化，液體破碎冷卻成鋁合金的球形或類球形顆粒，收集球形或類球形顆粒并進(jìn)行處理得到3D打印用鋁合金粉。
所述的制備優(yōu)異燒結(jié)性能的3D打印用鋁合金粉的方法，所述鋁合金原材料采用AlSi10Mg。
針對現(xiàn)有技術(shù)采用鋁合金打印易出現(xiàn)產(chǎn)品缺陷的問題，究其主要原因是鋁合金材料中Al-Si的Si晶粒過大，造成激光吸收的不充分所致。本發(fā)明通過熔體過熱200-300℃，影響鋁合金的生長，使其初生硅的尺寸減小，達(dá)到細(xì)化的作用，從而能在進(jìn)行3D打印期間更充分的吸收激光，燒結(jié)性能得到提升。本發(fā)明選擇的過熱度范圍既能有效縮小Si晶粒尺寸，并且能使得最后的產(chǎn)品具有良好的燒結(jié)性能，尤其適用于SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)。本發(fā)明的易操作、步驟簡單、效果明顯，很好的提高了3D打印用鋁合金粉燒結(jié)性能。
具體實(shí)施方式
為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
一種制備優(yōu)異燒結(jié)性能的3D打印用鋁合金粉的方法，將鋁合金原材料抽真空并微正壓氮?dú)獗Ｗo(hù)下熔煉成鋁合金液體，并保持熔煉和保溫過程中鋁合金液體獲得250～300℃的過熱度，采用氮?dú)庾鳛殪F化氣體，對熔融后的鋁合金液體進(jìn)行氣霧化，得到3D打印用鋁合金粉。
所述的制備優(yōu)異燒結(jié)性能的3D打印用鋁合金粉的方法，包括以下步驟：
A、將鋁合金原材料加入霧化設(shè)備的熔煉機(jī)構(gòu)，對霧化設(shè)備中的霧化機(jī)構(gòu)及熔煉機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽真空，確保其處于真空狀態(tài)；
B、向熔煉機(jī)構(gòu)內(nèi)沖入氮?dú)?，使其處于微正?壓強(qiáng)略高于大氣壓)狀態(tài)；
C、將熔煉機(jī)構(gòu)中的保溫爐升溫，達(dá)到指定溫度后，打開熔煉機(jī)構(gòu)中的熔煉爐電源，使其加熱，當(dāng)熔煉機(jī)構(gòu)中的保溫爐和熔煉爐達(dá)均達(dá)到熔煉溫度后，保溫30min～60min，使其獲得200～300℃的過熱度；
D、采用氮?dú)庾鳛殪F化氣體，控制霧化壓強(qiáng)為2-4Mpa，對熔融后的鋁合金液體進(jìn)行氣霧化，液體破碎冷卻成鋁合金的球形或類球形顆粒，收集球形或類球形顆粒并進(jìn)行處理得到3D打印用鋁合金粉。
所述的制備優(yōu)異燒結(jié)性能的3D打印用鋁合金粉的方法，所述鋁合金原材料采用AlSi10Mg。
以下通過具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明：
實(shí)施例1、制備優(yōu)異燒結(jié)性能的3D打印用鋁合金粉的方法，包括以下步驟：
A、將鋁合金原材料AlSi10Mg加入霧化設(shè)備的熔煉機(jī)構(gòu)，對霧化設(shè)備中的霧化機(jī)構(gòu)及熔煉機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽真空，確保其處于真空狀態(tài)；
B、向熔煉機(jī)構(gòu)內(nèi)沖入氮?dú)?，使其處于微正?壓強(qiáng)略高于大氣壓)狀態(tài)；
C、將熔煉機(jī)構(gòu)中的保溫爐升溫，控制其功率在70kw，達(dá)到指定溫度800℃后，打開熔煉機(jī)構(gòu)中的熔煉爐電源，使其加熱，控制其功率在70kw之間，當(dāng)熔煉機(jī)構(gòu)中的保溫爐和熔煉爐達(dá)均達(dá)到熔煉溫度800℃后，保溫30min，使其獲得200℃的過熱度；
D、采用氮?dú)庾鳛殪F化氣體，控制霧化壓強(qiáng)為2Mpa，對熔融后的鋁合金液體進(jìn)行氣霧化，液體破碎冷卻成鋁合金的球形或類球形顆粒，收集球形或類球形顆粒并進(jìn)行處理得到3D打印用鋁合金粉。制成的鋁合金粉末的粒徑為15-53μm。
使用本實(shí)施例所制取的鋁合金粉，采用SLS選區(qū)激光燒結(jié)工藝，進(jìn)行拉伸試棒打印，打印完畢取下零件，進(jìn)行加工，按照GB/T 228-2010標(biāo)準(zhǔn)在室溫條件下測定了試樣的力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度317Mpa，延伸率12.7％。
實(shí)施例2、制備優(yōu)異燒結(jié)性能的3D打印用鋁合金粉的方法，包括以下步驟：
A、將鋁合金原材料AlSi10Mg加入霧化設(shè)備的熔煉機(jī)構(gòu)，對霧化機(jī)構(gòu)及熔煉機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽真空，確保其處于真空狀態(tài)；
B、向熔煉機(jī)構(gòu)內(nèi)沖入氮?dú)?，使其處于微正?壓強(qiáng)略高于大氣壓)狀態(tài)；
C、將熔煉機(jī)構(gòu)中的保溫爐升溫，控制其功率在80kw，達(dá)到指定溫度800℃后，打開熔煉機(jī)構(gòu)中的熔煉爐電源，使其加熱，控制其功率在80kw之間，當(dāng)熔煉機(jī)構(gòu)中的保溫爐和熔煉爐達(dá)均達(dá)到熔煉溫度800℃后，保溫50min，使其獲得250℃的過熱度；
D、采用氮?dú)庾鳛殪F化氣體，控制霧化壓強(qiáng)為3Mpa，對熔融后的鋁合金液體進(jìn)行氣霧化，液體破碎冷卻成鋁合金的球形或類球形顆粒，收集球形或類球形顆粒并進(jìn)行處理得到3D打印用鋁合金粉。制成的鋁合金粉末的粒徑為20-55μm。
使用本實(shí)例所制取的鋁合金粉，采用SLS選區(qū)激光燒結(jié)工藝，進(jìn)行拉伸試棒打印，打印完畢取下零件，進(jìn)行加工，按照GB/T 228-2010標(biāo)準(zhǔn)在室溫條件下測定了試樣的力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度338Mpa，延伸率12.9％。
實(shí)施例3、制備優(yōu)異燒結(jié)性能的3D打印用鋁合金粉的方法，包括以下步驟：
A、將鋁合金原材料AlSi10Mg加入霧化設(shè)備的熔煉機(jī)構(gòu)，對霧化機(jī)構(gòu)及熔煉機(jī)構(gòu)進(jìn)行抽真空，確保其處于真空狀態(tài)；
B、向熔煉機(jī)構(gòu)內(nèi)沖入氮?dú)?，使其處于微正?壓強(qiáng)略高于大氣壓)狀態(tài)；
C、將熔煉機(jī)構(gòu)中的保溫爐升溫，控制其功率在90kw，達(dá)到指定溫度后，打開熔煉機(jī)構(gòu)中的熔煉爐電源，使其加熱，控制其功率在90kw之間，當(dāng)熔煉機(jī)構(gòu)中的保溫爐和熔煉爐達(dá)均達(dá)到熔煉溫度后，保溫60min，使其獲得300℃的過熱度；
D、采用氮?dú)庾鳛殪F化氣體，控制霧化壓強(qiáng)為4Mpa，對熔融后的鋁合金液體進(jìn)行氣霧化，液體破碎冷卻成鋁合金的球形或類球形顆粒，收集球形或類球形顆粒并進(jìn)行處理得到3D打印用鋁合金粉。制成的鋁合金粉末的粒徑為15-50μm。
使用本實(shí)施例所制取的鋁合金粉，采用SLS選區(qū)激光燒結(jié)工藝，進(jìn)行拉伸試棒打印，打完畢取下零件，進(jìn)行加工，按照GB/T 228-2010標(biāo)準(zhǔn)在室溫條件下測定了試樣的力學(xué)性能為：抗拉強(qiáng)度364Mpa，延伸率13.2％。
現(xiàn)有技術(shù)的鋁合金粉進(jìn)行拉伸試棒打印，經(jīng)檢測拉伸強(qiáng)度為290Mpa左右，延伸率為12％。
從以上實(shí)施例可以看出：相比現(xiàn)有技術(shù)得到的鋁合金粉，拉伸強(qiáng)度增加10-25％，延伸率增加了5.8-10％。