一种选区激光熔化增材制造用高强高韧不锈钢粉末的制备方法与流程

技术特征：
1.一种选区激光熔化增材制造用高强高韧不锈钢粉末的制备方法，其特征在于，步骤如下：s1：选取符合成分设计的金属元素料进行配料，炉内抽真空小于500pa，原料真空悬浮感应加热熔化，熔炼温度1300-1800℃，钢液完全化清后继续精炼10-60min，直到熔池停止冒泡，炉料完全化清至液面平静，保持2-10min，金属液浇入中间包保温坩埚，经保温坩埚底部导流管流入超音速气雾化喷嘴；s2：通入高压惰性氩气，经过拉瓦尔结构腔体加速，形成超音速气流，气体压力3mpa-8mpa，将落入雾化区的金属液冲击破碎，使其雾化成细微的金属液滴；s3：液滴在空中受表面张力变为球形颗粒，在雾化室内快速冷却凝固成为金属粉末，再经过旋风分离系统将金属粉末收集；s4：对制备的粉末按要求进行筛分，0μm＜粉末粒径＜80μm，制得符合要求的粉末产品；步骤s1中成分设计配料为：c：<0.035%、cr：10～15%、ni：7～11%、mo：1.0～3.5%、co：0.1～0.5%、cu：0.9～1.3%、ti：<0.1%、mn：<0.07%、nb：0.05～0.1%、y：0.2～0.8%、la：<0.02%，余量为fe；步骤s1中所述气雾化喷嘴包括2个进气口、导流管粘结口、拉乌尔型腔和环缝喷口，左右两侧分别设一个进气口，两个进气口相互对称，进气口末端均设拉乌尔型腔，拉乌尔型腔下端设环缝喷口，进气口与拉乌尔型腔、环缝喷口内部连通构成喷嘴，喷嘴外壳正面中心处留有导流管粘结口；步骤s1中所述气雾化喷嘴的制备方法步骤如下：s1：选择苯乙烯、丙烯酸酯、乙酸乙烯单体为共聚原料，苯乙烯、丙烯酸酯、乙酸乙烯含量分别为：20-60%、15-40%、20-54%，加入引发剂过硫酸铵、乳化剂十二烷基苯磺酸钠，进行乳液聚合，聚合温度为30-110℃，通过冷冻磨粉法制备成粉末；s2：用上述制得的环保型聚烯烃复合粉末材料，依据设计好的喷嘴文件数据进行sls打印制备，打印模型时激光扫描速度为1000-2400mm
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，分层厚度为0.1-0.5mm，扫描间距为0.1-0.4mm，粉末预热温度为40-100℃，铺粉速度为5-50mm
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，接着制备外部耐温型壳，采用高温焙烧汽化脱蜡，先在100℃～350℃使大部分蜡流出，而后升温至500℃～950℃烧失残余部分ps粉原型；s3：升温至1000℃～1200℃进行型壳的高温焙烧，最终使用316l不锈钢液浇注得到气雾化喷嘴。2.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化增材制造用高强高韧不锈钢粉末的制备方法，其特征在于，成分设计配料为：c：<0.02%、cr：11.2～13.8%、ni： 8.5～10.7%、mo：1.2～2.5%、co：0.2～0.38%、cu：1.1～1.15%、ti：<0.08%、mn：<0.05%、nb：0.055～0.075%、y： 0.33～0.65%、la：<0.03%，余量为fe。3.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化增材制造用高强高韧不锈钢粉末的制备方法，其特征在于，气雾化喷嘴制备步骤s1中所述苯乙烯、丙烯酸酯、乙酸乙烯共聚物（ａ）中含量分别为： 30-46%、20-35%、25-42%。4.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化增材制造用高强高韧不锈钢粉末的制备方法，其特征在于，气雾化喷嘴制备步骤s1中所述苯乙烯、丙烯酸酯、乙酸乙烯共聚温度为65-77℃。
5.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化增材制造用高强高韧不锈钢粉末的制备方法，其特征在于，气雾化喷嘴制备步骤s2中所述打印模型制备时激光扫描速度为1700-1900mm
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。6.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化增材制造用高强高韧不锈钢粉末的制备方法，其特征在于，气雾化喷嘴制备步骤s2中所述打印模型时分层厚度为0.15-0.2mm，扫描间距为0.25-0.28mm，粉末预热温度为60-80℃，铺粉速度为15-20mm
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。7.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化增材制造用高强高韧不锈钢粉末的制备方法，其特征在于，气雾化喷嘴制备步骤s2中所述熔模用打印模型初始脱蜡温度为220-280℃。8.根据权利要求1所述的一种选区激光熔化增材制造用高强高韧不锈钢粉末的制备方法，其特征在于，气雾化喷嘴制备步骤s2中所述熔模用打印模型剩余部分烧失温度630-750℃。

技术总结
本发明涉及一种选区激光熔化增材制造用高强高韧不锈钢粉末的制备方法，其步骤如下：S1：选取符合成分配料，真空感应加热熔化，钢液完全化清后继续精炼直到熔池停止冒泡，炉料完全化清，金属液浇入中间包保温坩埚，经导流管流入超音速气雾化喷嘴（自制）；S2：通入高压惰性氩气，形成超音速气流，使其雾化成细微的金属液滴；S3：液滴在空中受表面张力变为颗粒，快速冷却凝固成为金属粉末，收集；S4：按要求进行筛分。该方法采用合理的成分比例，气雾化喷嘴采用环保型聚苯乙烯粉末制备，消除产生黑烟的问题，采用分段脱蜡法完全脱蜡，使用寿命长，制备金属粉末中符合要求的粉末收得率高；粉末流动性好，经选区激光熔化制备的测试件性能明显提高。提高。


技术研发人员：郝亚暾 孙跃翔 李训刚 白绍敏 姜晓晨光 翟一丁 张捷 马小龙 任志刚 曹冲 李向阳 宫涛
受保护的技术使用者：山西省化工研究所（有限公司）
技术研发日：2021.09.30
技术公布日：2022/2/7