耦合压力-气体雾化工艺制备微细球形铝合金粉末

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介绍了一种耦合压力-气体雾化金属粉末制备工艺。在该工艺中,熔体在正压驱动下可以通过出口孔径较小的导流嘴,形成低维度的熔体射流,该射流具有较高的特征表面能与不稳定性,从而提高了后续的气体雾化效率,因此提高了粉末的细粉收得率。采用该工艺制备了AlSi10Mg合金粉末,雾化气压2.0±0.3MPa,在熔体上方施加正压0.3±0.05atm,选取导流嘴出口孔径2mm,粒径53微米以下粉末的收得率达到40%;与市场上现有的国产及进口AlSi10Mg合金粉末相比,该工艺制备的粉末球形度较高,表面光滑,卫星粉较少;以该工艺生产的AlSi10Mg合金粉末为原料,制备的选取激光熔化成型件的室温拉伸性能优于进口粉末。该工艺能够解决高粘性熔体导流时可能发生的导流嘴堵塞问题。采用该工艺制备了含硅量18-20wt%、含铁量5-6wt%的改进2009铝合金粉末,在熔体上方施加正压驱动0.4±0.05atm,高粘性的铝合金熔体在熔化温度850℃时可以顺利通过出口孔径为4mm-2mm的导流嘴;采用雾化气压2.0±0.3MPa,随着导流嘴出口孔径的减小,粉末的收得率(100微米以下)增加,粒度分布变窄,体积中值粒径降低;选取导流嘴出口孔径2mm,粉末的收得率(100微米以下)达到80%,体积中值粒径约为55微米。与传统的气雾化制粉工艺相比,耦合压力-气体雾化制粉工艺采用出口孔径较小的导流嘴,提高了雾化效率,在较低的气液流量比(GMR<0.80)下,铝合金的体积中值粒径d50,3<60微米。
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