球形钛合金粉末制备技术及航空增材制造应用研究进展

钛合金具有高强轻质耐高温的特点,因而成为拥有巨大前景的航空结构材料。传统的机械制造工艺难度大、成本高,限制了钛合金的应用。增材制造(AM)作为新兴的先进制造技术,可以通过逐层加工的方式制造出具有较高三维精度的金属部件,从而实现钛合金的近净形加工。因此,首先介绍了球形钛合金粉末制备技术,其中包括等离子旋转电极雾化法（PREP)、电极感应气体雾化法（EIGA）、等离子体雾化（PA）和等离子球化技术（PS）等,对比4种球形钛合金粉末的制备技术和优缺点,以及在航空增材制造的应用,包括激光选区熔化（SLM）、电子束选区熔化（EBSM）和激光熔化沉积（LMD）等,总结了不同钛合金粉末制备技术在航空增材制造的应用特点和发展趋势,并指出钛合金增材制造未来发展的关键是低间隙钛粉的制备,增材制造设备高精度、高效率和大型化将是未来的发展趋势。     

球形钛合金粉末制备技术及增材制造应用研究进展

球形钛合金粉末是钛合金粉末冶金近净成形的重要原材料,适用于热等静压(HIP)、增材制造(AM)、冷喷涂(CS)等先进技术,但是长久以来球形钛合金粉末的高成本低产量的特点限制了其应用范围。本文详细介绍了4种商业工程化的球形钛合金粉末制备技术,分别是超高转速等离子旋转电极(SS-PREP)、气雾化(GA)、等离子体雾化(PA)、等离子球化(PS),并分析了4种工艺的异同及特点。SS-PREP、GA、PA、PS 4种球形钛合金粉末均可应用于增材制造技术,包括激光选区熔化(SLM)和电子束选区熔化(EBM)。最后总结了不同球形钛合金制备技术的增材制造应用前景。     

增材制造用高温合金粉末制备技术及研究进展

球形粉末是增材制造、粉末冶金、注射成型等制备工艺的重要原料,其成分、粒度、球形度、空心粉率等是影响最终构件性能的关键因素。本文详细介绍了真空感应熔炼气雾化法、电极感应熔炼气雾化法以及等离子旋转电极雾化法等三种可用于增材制造的工程化高温合金球形粉末的制备技术,分析了这三种制粉工艺的特点,阐述了这三种制粉工艺的研发进展,探讨了三种制粉工艺所制备的粉末缺陷形成原因及控制方法,并提出了增材制造用高温合金粉末制备技术的发展趋势。     

高性能球形金属粉末制备技术进展

本文基于增材制造工艺对金属粉末的应用需求,概述了几种国际上高性能球形金属粉末制备技术,包括真空感应气体雾化(VIGA)、电极感应气体雾化(EIGA)、等离子雾化(PA)、等离子球化(PS)和等离子旋转电极(PREP),对比了气雾化粉末和旋转电极粉末用于增材制造零部件显微组织和力学性能差异。重点论述了粉末制备技术的发展趋势,为粉末制备技术的选择和增材制造选材、用材提供参考。     

球形钛及钛合金粉制备技术现状及展望

主要介绍了制备球形钛及钛合金粉的方法,有传统的气雾化法(GA法)、超声雾化法、旋转电极离心雾化法(REP)、等离子旋转电极法(PREP法)、等离子直流弧球化法(PA法)、射频等离子炬球化法(TEKNA法)和新发明的造粒烧结法(GSD法),并对这些方法进行了比较,最后指出造粒烧结法(GSD法)因其成本低廉和对设备要求低等优点将会成为球形钛及钛合金粉末制备的主要方法,降低钛及钛合金快速成型的成本,推动增材制造技术的普及与应用。     

等离子旋转电极制粉技术研究进展

等离子旋转电极制粉技术是当前生产高品质球形金属粉末的重要技术之一，通过电极高速旋转产生的离心力将液膜甩出形成液滴，在惰性气氛中雾化凝固成球形粉末。该技术制备的粉末已成为增材制造、热等静压、表面喷涂等制造技术的重要原料。本文回顾了国内外等离子旋转电极制粉技术的发展历史，综述了近年来国内外发展现状，特别是总结了等离子旋转电极装备和技术在中国的发展情况，指出了该技术尚需研究的科学技术问题和发展方向。     

模具钢增材制造及其性能的研究进展

随形冷却模具一般具有复杂的异形流道,能够大大提高冷却效率和产品的表面质量,但是其加工难度非常大.增材制造是一种通过逐层累加实现构件成形的技术,其优势是能实现材料的内部复杂结构.粉末的制备是增材制造的基础也是关键步骤,粉末质量的高低一定程度上决定了增材件的好坏,常见的模具钢粉末制备方法有气雾化法和等离子旋转电极雾化法.增...     

攀钢3D打印用球形钛合金粉取得阶段性进展

正(5月30日消息)攀钢研究院钛金属技术研究所增材制造项目团队日前完成了氩气站的建设和雾化设备的匹配性调试工作,标志着3D打印用球形钛合金粉取得阶段性进展,为球形钛及钛合金粉末产业化生产奠定了基础。目前,3D打印金属粉末材料包括钛合金、模具钢、铝合金、青铜合金和镍合金等,而钛合金粉末作为金属零件3D打印产业链中最重要的一环,也是最大的价值所在。电极感应气雾化法是目前世界上工业化生产钛合金粉末的主要方法之一,也是国内工业批量化生产3D激     

球形钛粉先进制备技术研究进展

高性能球形钛粉具有球形度高、流动性好、松装密度高、氧含量低(0.15%(质量分数))、粒度细等特点,主要应用于金属注射成型、激光增材制造及热喷涂等领域。目前国内外球形金属钛粉的制备技术主要包括雾化法和球化法。雾化法是工业生产制备球形钛粉应用最广泛的方法,主要包括气体雾化、离心雾化、等离子火炬雾化技术以及超声雾化技术,本文详述了各种制备技术的基本原理及其各自特点。其中气雾化技术所制备的钛粉末粒度细小、球形度高、氧含量低,具备大规模生产的能力并且成本低,是目前生产高性能球形钛及合金粉末的主要方法。最后指出低氧低成本细粒度球形钛粉末的制备是钛及合金粉末发展的主要方向,优化制粉工艺、重视粉体基础理论研究是获得高性能球形钛粉的主要途径。     

等离子旋转电极雾化制粉设备国内研究现状

增材制造和粉末冶金技术的快速发展和应用对金属粉末的需求日益增加,和其他制粉工艺相比,等离子旋转电极雾化工艺制取的粉末品质具有明显优势,是增材制造和粉末冶金理想的成形原料。本文介绍了国内外等离子旋转电极雾化制粉技术的发展现状,对其中的关键技术进行了分析,并对等离子旋转电极雾化制粉技术的发展进行了展望。     

气雾化制备3D打印用金属球形粉的关键技术与发展趋势

本文在总结气雾化制备3D打印用金属球形粉的关键技术与发展趋势的基础上,重点阐明了决定粉末综合性能(形貌、粒度及产率等)的技术关键为雾化器结构、雾化介质和金属液特性,展望了等离子旋转电极雾化、等离子火炬雾化、无坩埚电极感应熔化雾化等制粉方法将会成为3D打印用金属球形粉制备的主流方法。     

Inconel 625 合金粉末的雾化制备方法对比

分别采用旋转电极、等离子雾化、无坩埚雾化、真空气雾化、水雾化制备出了Inconel 625粉末。对粉末的球形度、流动性、松装密度、氧含量等性能进行了对比。结果表明,旋转电极方法制备的Inconel625粉末球形度最好,均匀性最佳,但是较难制备出细粒径粉末。无坩埚雾化制备出的粉末性能综合性能相对较好,能够制备出球形度较好的较西粒径粉末。水雾化法制备出的粉末氧含量及球形度等性能最差。     

TA7ELI粉末冶金材料力学性能与显微组织

以TA7 ELI钛合金棒为原料,用等离子旋转电极工艺制备出高品质钛合金球形粉末.采用热等静压成形工艺,将粉末压制成钛合金材料,并研究了材料的组织和力学性能.结果表明:等离子旋转电极工艺制备的钛合金球形粉末具有非常高的球形度和振实密度,粒度分布比较窄,非金属夹杂含量非常低;热等静压制备的低温钛合金达到全致密,其组织均匀细...     

气体雾化制粉工艺中基于气体整流的卫星粉控制技术

金属熔体气体雾化法是制备增材制造专用金属粉末的重要方法。然而,气体雾化工艺制得的粉末中通常混有大量卫星粉,对金属增材制造工艺产生不利影响。本文通过施加辅助气流并采用阶梯状雾化室结构等气体整流措施抑制回流区中的粉尘回旋,进而控制卫星粉的形成。利用计算流体力学软件ANSYS Fluent进行数值模拟,研究施加辅助气流或采用阶梯状雾化室结构时,雾化室内宏观流场特征以及颗粒运动轨迹的变化规律。结果表明,在雾化室顶部距雾化室中心R/2（R为雾化室半径）处施加辅雾比（辅助气流与雾化气流的流量比）大于0.8的辅助气流时能够有效抑制回流区中的粉尘回旋;采用阶梯宽为300 mm、高为575～600 mm的雾化室结构能够有效抑制回流区中的粉尘回旋。根据数值模拟结果,采用气体整流措施制备TC4钛合金粉末,并检测粉末的粒径分布、球形度、赘生物指数等指标,发现与不采用气体整流措施制备的粉末相比,赘生物指数降低约45%。     

基于增材制造的硬质合金粉末研究现状

硬质合金是由难熔金属碳化物（WC,TiC,NbC等）和金属粘结相（如Fe,Ni和Co）组成,通过粉末混合、压制然后烧结而成。然而传统的粉末冶金成形方法模具成本高,难以形成复杂零件。相比之下,增材制造（3D打印）采用数字化叠层加工技术,能够实现快速精准的成形。研究与开发适于增材制造的硬质合金粉末是其中的关键一步,目前,增材制造的硬质合金粉末制备方法主要分为以下4类:机械合金化法、球形WC粉末表面包覆技术、喷雾干燥技术、等离子体球化技术,这4种方法在制备原理、成本和成形方法的灵活性上均有所不同。因此,综述了适用于增材制造成形的硬质合金粉末的4种制备方法,并对制备粉末的特性以及成形性能进行了对比,总结了粉末制备原理、各自的优缺点以及适用的增材制造成形工艺,希望可以推动增材制造成形硬质合金的研究发展。     

雾化法制备高品质钛合金粉末技术研究

研究了惰性气体雾化法和等离子旋转电极法两种雾化法制备工艺所得TA15钛合金粉末的化学成分、粒度分布、颗粒形貌及微观组织。结果表明,雾化法制备的粉末间隙元素增量低,而且颗粒球形度高,颗粒内部是细小的胞状显微组织;惰性气体雾化法制备的粉末细粉收得率较高,有较多的吸附颗粒,颗粒内部有气孔;等离子旋转电极法制备的粉末粒度分布范围窄,颗粒呈规则的球形,表面光亮、圆滑。     

激光熔融沉积技术制备Ti-Fe-B合金

<正>近日,南京工业大学钛合金材料基础研究团队提出一种新型激光熔融沉积技术制备Ti-Fe-B合金。激光熔融沉积原料为采用等离子旋转电极工艺(PREP)制备的Ti-Fe-B合金粉末。其中添加适量的B以实现对增材制造钛合金组织的调控,促进等轴晶的形成,有效克服因钛合金增材制造凝固过程自发形核不足而产生柱状晶的问题。同时分别采用铸造、锻造的方式制备了该合金。对比发现,激光熔融沉积制得Ti-Fe-B合金具有更优的力学性能,     

3D打印用金属粉末的性能特征及研究进展

3D打印(增材制造)作为区别于传统去除型加工的新型制造技术,正以其简易的制造工艺、较低的生产成本和较短的研发周期,备受人们关注。目前,3D打印技术已经开始从研发阶段逐步向产业化发展,但是3D打印用金属粉末的成本及其性能成为制约该产业快速健康发展的瓶颈之一。3D打印用金属粉末需要满足高纯度、高球形度、细粒径和窄的粒径分布等要求。其制备方法主要有雾化法、等离子体法、旋转电极法、等离子熔丝法等。通过3D打印用金属粉末性能要求、制备方法、粉末性能对3D打印零件的成形效果影响等几个方面介绍国内外的一些研究进展,并提出目前3D打印用金属粉末制备所面临的问题。     

中国铜基粉末产业发展现状及展望

中国是全球最大的铜基粉末生产国,技术上已经达到或超过其他发达国家。从铜基粉末产业现状、电解铜粉、雾化铜及铜合金粉末、扩散粘接预合金化粉末、铜铁复合粉及包覆粉末、超细铜基预合金粉末、超细及纳米铜粉、铜基增材制造8个方面,就铜基粉末产业技术、产品、应用和发展进行了综述,提出了铜基产业技术与装备、铜基粉末多元复合粉末、超细及纳米粉末、增材制造用球形粉末等制备技术与应用的发展方向。     

TiAl预合金粉末制备的研究进展

高品质的预合金粉末是以粉末冶金工艺制备高性能TiAl基合金材料的基础。介绍了目前可用于规模化生产TiAl预合金粉末的各种雾化制备技术,包括惰性气体雾化法、转盘雾化法和等离子旋转电极雾化法,其中惰性气体雾化法又分为等离子感应熔炼定向气雾化法和电极感应熔炼气雾化法。分析了各种雾化制备技术的特点,并对国内外TiAl预合金粉末制备的研究进展进行了综述。