作為微米級金屬粉末的典型代表,球形鈷鉻鉬合金粉末的生產(chǎn)方法主要有電解法、水霧化法和高能球磨法等。不過,采用這些方法制造的合金粉末都存在一定的缺點,比如球形度低、流動性差、致密度與松裝密度小等,因此不適合應(yīng)用于3D打印技術(shù)中。
為了制造出更適合作為3D打印機的打印材料,有研究者提出了一種加工方法,即采用射頻等離子體粉體球化系統(tǒng)對水霧化所制得的不規(guī)則鈷鉻鉬合金粉末進行更進一步的加工,經(jīng)過等離子區(qū)域熔融凝固等一系列過程,最終獲得具有形貌規(guī)則、高球化率、高球形度、高堆積密度和良好熱力學(xué)性能等特點的微米級球形鈷鉻鉬合金粉末。注意:使用該方法生產(chǎn)的粉末的粒徑分布范圍,與原料的粒徑分布范圍有關(guān),若原料的粒度分布均勻,則所得的產(chǎn)品的粒度分布也均勻,反之亦然。
該加工方法所使用的裝置為sy129射頻等離子體粉體球化系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包括:1)等離子體炬:易于維護,可在氧化、還原或惰性的環(huán)境下進行操作,無電極污染;2)處理反應(yīng)器和粉末采集器:在線采集系統(tǒng),過濾器自動清洗系統(tǒng);3)操作界面:實時數(shù)據(jù)采集,報警顯示和管理,程序化運行和操作;4)等離子體廢氣再循環(huán):90%廢氣循環(huán)使用氬、氦和氫運行;5)輸粉器:用于輸送低流動性粉末,在可控制的氣壓下運行,在線灌裝系統(tǒng),輸送率監(jiān)控。
sy129射頻等離子體粉體球化系統(tǒng)的工作原理為:微米級金屬粉末顆粒被供粉氣流通過加料槍噴入到等離子體炬后,在輻射、對流、傳導(dǎo)和化學(xué)四種傳熱機制作用下,被迅速加熱而熔化。熔融的顆粒在表面張力的作用下在短時間內(nèi)形成球形度很高的液滴,并在極高的溫度梯度下迅速凝固,形成微米級的球形顆粒。