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等离子旋转电极法制备3D 打印用GH3536 高温合金球形粉末*

2021-12-01宋美慧李艳春张晓臣

化学工程师 2021年10期

李 岩,宋美慧,张 煜,李艳春,张晓臣

(黑龙江省科学院 高技术研究院,黑龙江 哈尔滨 150090)

3D 打印技术是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术[1]。3D 打印对耗材的要求比较苛刻[2],耗材金属粉末除需具备良好的可塑性外,还必须满足粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等要求[3]。目前,国内采用传统工艺制备的合金粉末还存在着氧含量高、球形度差、成分均匀性差以及粒度分布不佳等问题[4-6],这在一定程度上限制着我国高端金属制件3D 打印产业的进一步发展。

GH3536 高温合金主要是铬和钼固溶强化的一种铁量较高的镍基高温合金,具有良好的抗氧化和耐腐蚀性能,冷、热加工成形性和焊接性能良好。在航空发动机的燃烧室部件和其他高温部件的制备中有广泛的应用[7-9]。本文主要研究了采用等离子体旋转电极制备的镍基高温合金GH3536 粉末的工艺要求和性能指标,确定出最佳的制备工艺以满足GH3536 高温合金 3D 打印要求[10]。

1 实验部分

1.1 仪器及药品

本实验以高温合金GH3536 制成自耗电极,其化学成分见表1。

表1 高温合金GH3536 粉末化学成分((wt)%)Tab.1 Alloy element composition of GH3536((wt)%)

M4 粒度粒形分析仪(Malvern);ON736 氧氮分析仪(美国力可);BT-200 金属粉末流动性测定仪(丹东市百特仪器有限公司);ZS-201 振实密度仪(辽宁仪表研究所有限责任公司);BT-101 金属粉末松装密度测试仪(丹东市百特仪器有限公司);Sirion型扫描电子显微镜(FEI)。

1.2 实验方法

高温合金GH3536 端面受电弧加热而熔融为液体,通过电极高速旋转的离心力将液体抛出并粉碎为细小液滴,冷凝过程中在表面张力的作用下最终得到球形粉末。……

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