金屬粉末作為工業(yè)重要原材料,被廣泛應(yīng)用于增材制造、熱噴涂、表面組裝、金屬注射成型、釬焊、電子封裝等諸多領(lǐng)域。隨著工業(yè)生產(chǎn)對(duì)高性能材料需求的提高,對(duì)金屬粉末的粒度及粒度分布、球形度、雜質(zhì)含量提出了更高要求。特別是增材制造領(lǐng)域,對(duì)產(chǎn)品精度和質(zhì)量要求很高,雜質(zhì)含量低、球形度高、粒度微細(xì)的金屬粉末才能滿足其使用要求。傳統(tǒng)的粉末制備方法如離心霧化法、氣霧化法等雖然已經(jīng)進(jìn)入了大規(guī)模生產(chǎn)階段,但生產(chǎn)的粉末在球形度、粒度及粒度分布方面仍存在不足。目前國(guó)內(nèi)微細(xì)球形金屬粉末的制備存在難度大、產(chǎn)量小、產(chǎn)品性能低等問(wèn)題,高質(zhì)量金屬粉末大部分都依賴(lài)進(jìn)口。因此,探索一種高效、高品質(zhì)微細(xì)球形金屬粉末的制備方法意義重大。逐液滴離心霧化法是由本課題組自行設(shè)計(jì)研發(fā)的一種新型微細(xì)球形金屬粉末的制備方法,該方法將脈沖微孔噴射法與離心霧化法相結(jié)合,通過(guò)脈沖微孔噴射系統(tǒng)制備連續(xù)均勻的金屬液滴,再利用離心霧化系統(tǒng)將液滴霧化,從而實(shí)現(xiàn)微細(xì)球形金屬粉末的制備。本文利用該方法制備微細(xì)Sn63Pb37、Sn0.3AgCu合金粉末,探究了不同工藝參數(shù)對(duì)粉末粒度及粒徑分布、粉末形貌、粉末雜質(zhì)含量、粉末熔點(diǎn)的影響。分析了離心霧化粉末粒徑理論值與... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

激光選區(qū)熔化技術(shù)原理圖[11]

大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文-3-末在已成型層上鋪平，一般鋪粉所需的粉末粒度范圍在20-45μm之間，然后重復(fù)上述過(guò)程，直至將所有的二維切片全部掃描，零件成型完成[15-17]。電子束選區(qū)熔化技術(shù)（SelectiveElectronBeamMelting,EBSM）的成型原理與激光選區(qū)熔化技術(shù)的主要不同是加熱熱源和腔室氛圍。EBSM技術(shù)是利用電子束作為熱源，并在真空環(huán)境下作用于成形平臺(tái)上的金屬粉末上，逐層沉積制造3D金屬零件[18]。因?yàn)槌尚瓦^(guò)程在真空下進(jìn)行，且電子束具有加熱能量密度高且易被材料吸收等特點(diǎn)，因此EBSM技術(shù)具有無(wú)雜質(zhì)引入、加工效率高、適用材料種類(lèi)多等優(yōu)點(diǎn)，目前一般用于難熔合金如鈦合金、鈦基金屬間化合物、鎳合金等的成型制造。在航空航天及發(fā)動(dòng)機(jī)葉片等復(fù)雜零部件加工、醫(yī)療植入體制造等方面具有很好的應(yīng)用[19]。圖1.2EBSM系統(tǒng)原理圖Fig.1.2SchematicdiagramofEBSMEBSM技術(shù)的工作原理如圖1.2所示，首先將零件的三維模型圖進(jìn)行分層切片，得到零件所有切片信息；預(yù)先在成型平臺(tái)上鋪展一層金屬粉末，需保證粉末的粒度范圍在40-100μm之間，然后以電子束作為熱源，電子束在電磁偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)影響下進(jìn)行金屬粉末的掃描，并將切片信息對(duì)應(yīng)形狀對(duì)粉末層進(jìn)行選擇性熔化；當(dāng)上一層成型凝

逐液滴離心霧化法制備微細(xì)球形金屬粉末的工藝研究-4-固完成后，成型平臺(tái)下降一個(gè)粉末層厚度的高度，然后鋪粉、掃描、熔化、凝固。重復(fù)每一層的步驟，直到三維模型所有切片掃描完成，逐層沉積實(shí)現(xiàn)了3D實(shí)體零件成型。為了防止熔體氧化和電子束污染，整個(gè)成型過(guò)程需在真空環(huán)境下進(jìn)行[20]。目前，全球?qū)饘俨牧系?D打印需求較大，其中，對(duì)于不銹鋼、鈦合金等的需求更為迫切，但由于金屬粉末制備技術(shù)的不成熟，嚴(yán)重限制了金屬材料3D打印技術(shù)的發(fā)展。3D打印技術(shù)所用的金屬粉末必須滿足粒徑微細(xì)且粒度分布窄、球形度高、易鋪展、流動(dòng)性好等條件。但國(guó)內(nèi)對(duì)于高品質(zhì)金屬粉末的制備難度大、產(chǎn)量孝產(chǎn)品性能低，大部分都依賴(lài)進(jìn)口，而國(guó)外廠家壟斷市場(chǎng)，價(jià)格昂貴。為了滿足增材制造等先進(jìn)制造技術(shù)的苛刻需求，開(kāi)發(fā)球形度高、粒徑孝無(wú)空心粉、無(wú)衛(wèi)星粉及生產(chǎn)率高的金屬粉體，是現(xiàn)在需要進(jìn)行重點(diǎn)發(fā)展和研究的領(lǐng)域。因此，探索一種可提高細(xì)粉收得率，生產(chǎn)高品質(zhì)微細(xì)球形金屬粉末的制備方法意義重大。1.2.2熱噴涂熱噴涂技術(shù)（ThermalSprayTechnology）是一種利用熱源將金屬粉末或金屬絲熔化，再利用高壓氣體將熔融的金屬液噴射到工件表面，形成一層致密涂層的技術(shù)[21]。其加熱源一般有電虎火焰、等離子、超音速火焰等。熱噴涂工藝非常簡(jiǎn)捷，主要利用涂層的優(yōu)異性能強(qiáng)化金屬表面質(zhì)量，如耐蝕、耐磨、耐高溫、抗氧化、可導(dǎo)電等性能，特別適用于大面積施工，如在鋼鐵構(gòu)件表面制備抗蝕的鋅或鋁涂層等[22]。圖1.3熱噴涂原理圖Fig.1.3Schematicdiagramofthermalspraying

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]電子束選區(qū)熔化成形Ti-47Al-2Cr-2Nb合金的組織及力學(xué)性能研究[D]. 岳航宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]激光選區(qū)熔化Ti6Al4V可控多孔結(jié)構(gòu)制備及機(jī)理研究[D]. 孫健峰.華南理工大學(xué) 2013

碩士論文
[1]單分散液滴逐滴霧化制備球形粉末工藝研究[D]. 白兆豐.大連理工大學(xué) 2018
[2]耦合壓力—?dú)怏w霧化制粉工藝及制備粉末性能的研究[D]. 舒適.北京有色金屬研究總院 2018
[3]脈沖微孔噴射法均勻球形微米級(jí)粒子的制備及其影響因素研究[D]. 付一凡.大連理工大學(xué) 2013
[4]WC-17%Co熱噴涂粉末及其耐磨涂層制備的研究[D]. 張敬國(guó).中南大學(xué) 2005



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