如何控制VIGA法制备金属3D打印粉末中的氧氮含量
导读:金属粉末作为增材制造技术的重要原料,很多参数都对最终3D打印件的性能有直接影响,其中一个非常重要的参数就是金属粉末的“氧氮含量”。
如果金属粉末中的氧氮含量增加,会使得增材制造工件的机械性能、物理性能、抗腐蚀性能显著下降。那么,为避免氧氮含量带来的不利影响,金属粉末制备厂家需要在生产各环节中严格控制金属粉末的氧氮含量。首先,我们要搞清楚采用VIGA法(真空气雾化制粉工艺)制备的金属粉末氧氮的来源有哪些途径呢?
一、原材料
首先,原材料本身的氧氮含量会带入产品中,当原材料发生氧化时或表面不清洁附着有机物时,会导致粉末产品中氧氮含量的增加。
二、VIGA设备密封性
VIGA设备不仅要达到较低的极限真空度,同时也要保持较低的泄露率,以避免空气进入设备内,从而有效防止在熔炼、雾化高温过程中氧氮进入产品中。
三、惰性气体置换次数
熔炼雾化前,需要用惰性气体将设备内的空气置换掉,使得设备内氧氮含量控制在较低范围内,若置换次数不够可能导致设备内氧氮含量较高,从而在熔炼雾化过程中进入产品中。
四、雾化气体纯度
若惰性气体不纯,含有一定氧氮含量,那么在熔炼、雾化高温过程中也会导致氧氮进入产品中。
五、雾化后冷却时间
金属熔液完全雾化后,形成的粉末进入集粉桶内,此时的粉末还具有较高的温度,若立即进行拆粉作业,粉末会与空气中的氧氮作用从而导致产品的氧氮含量增加。
六、粉末储存方式
针对一些易氧化的金属粉末产品,如果不做任何保护直接与空气接触,即使在常温条件下,粉末也会与空气中的氧氮作用发生氧化反应,从而导致产品中的氧氮含量增加。
那么国内的金属粉末厂商在氧氮含量方面的控制做到什么程度了呢?这里我们拿到了一组江苏威拉里的数据,可以作为参考。
江苏威拉里作为国内3D打印金属粉末优质供应商,针对以上可能导致金属粉末产品氧氮增加的各种途径进行了严格把控,并取得良好效果。其VIGA法制备金属粉末部分产品氧氮含量如下表:
牌号
GH3536
GH4169
GH3625
AlSi10Mg
18Ni300
12Cr9Ni
规格
15-53μm
15-53μm
15-53μm
15-53μm
15-53μm
15-53μm
氧含量wt%
≤0．03
≤0．03
≤0．03
≤0．035
≤0．03
≤0．02
氮含量wt%
≤0．03
≤0．03
≤0．03
/
≤0．02
≤0．02
南极熊注意到,国产金属3D打印粉末质量越来越好,下游的用量越来越多,从之前的几十公斤一单,到现在的几百公斤甚至上千公斤一单,出货量也越来越高。特别是2020年以来,不少厂商表示,他们的金属3D打印粉末销售量同比增长1到2倍。
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