本发明涉及一种熔融矿渣-金属直接粉末化制备3d打印原材料的方法。
背景技术：
3d打印是根据所设计的3d模型，通过3d打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术，综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，是一种快速成型技术，被誉为“第三次工业革命”的核心技术，在国内外受到越来越广泛的关注，将成为下一个具有广阔发展前景的朝阳产业。在3d打印技术中，3d打印材料是重要的物质基础，是呈现打印效果的平台，目前使用的3d打印材料主要包括工程塑料、光敏树脂、橡胶类材料、金属材料和陶瓷材料等，形态也有粉末状、丝状、层片状、液体状等等。然而目前市场3d打印材料的生产形势却并不乐观，很多材料都依赖进口，价格高，导致3d打印成品偏高，制约着产业的发展。
高炉矿渣是钢铁行业产生的一种主要废弃物，同时也是一种宝贵的可回收可回收利用的资源，工业上常将矿渣从1450℃骤冷，而后作为原料应用于水泥、混凝土这些价值相对较低的产品中，这种处理过程是对矿渣显热的巨大损失，且处理过程中对空气、水都会造成二次污染，急需开拓更为节能高值的利用手段。有些研究者已经开始将矿渣用于制备3d打印材料。中国专利公开号cn103819133a公开了一种利用矿渣微粉作为3d打印原材料的应用，将矿渣微粉与环氧树脂混合作为3d打印原材料，降低了3d打印的成本，实现了矿渣的高值利用，但是它只是利用矿渣微粉，并没有实现熔融矿渣的直接利用。
技术实现要素：
本发明为了弥补已有技术的缺陷，提供一种熔融矿渣-金属直接粉末化制备3d打印原材料的方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种熔融矿渣-金属直接粉末化制备3d打印原材料的方法，包括以下步骤：
（1）先将金属原料输送于熔融炉中，温度设定为1450-1650℃，待金属完全熔融后保温备用；
（2）将熔融态高炉矿渣直接引入调质炉中，加入调质剂调质处理10-15min后将熔料经进料口引入步骤（1）的熔融炉中，同时开启搅拌装置，添加完毕后保温搅拌10-15min后料液引入雾化设备进行雾化处理，冷却至常温后集粉，即得所述的3d打印原材料。
所述的步骤（1）中的金属原料为铝基合金、钛基合金、镍基合金或铁基合金中的一种。
所述的步骤（2）中的调质剂是由0.1-0.2%稀土尾矿、余量的石英砂混合粉碎后过300-600目筛得到的粉体。
所述的步骤（2）中的调质剂与熔融炉渣的重量比为0.1-0.5:1。
所述的步骤（2）中的调质后的熔融高炉炉渣是以1-2m/s的速度经进料口送入熔融炉中。
所述的步骤（2）中的雾化处理中高压空气的压力为0.2-0.5mpa。
所述的金属熔液与熔融态高炉矿渣的体积比为0.1-0.5:1。
本发明将熔融矿渣经稀土尾矿、石英砂配制的复合调质剂处理后与金属熔液混合，复合浆液用气雾化法制备成了金属-熔融矿渣复合粉体，在制备过程中金属与矿渣中的sio2、cao等成分反应，生成金属及其氧化物的原位复合晶体结构，达到显著的增强效果，大幅度的提高了材料的力学效果，制得的复合粉体形态分布均匀，既具有矿渣粉的抗腐蚀、耐温性能，又具有金属粉体独特的弹性和韧性，产品综合强度高、分散性好，进一步降低了3d打印材料的生产成本，实现了矿渣的直接、高效、高值化利用，其作为3d打印材料具有独特的表现力，具有广阔的应用空间。
具体实施方式
一种熔融矿渣金属直接粉末化制备3d打印原材料的方法，包括以下步骤：
（1）先将铝基合金输送于熔融炉中，温度设定为1450℃，待金属完全熔融后保温备用；
（2）将熔融态高炉矿渣直接引入调质炉中，加入调质剂调质处理10min后将熔料以1m/s的速度经进料口引入步骤（1）的熔融炉中，同时开启搅拌装置，添加完毕后保温搅拌10min后料液引入雾化设备进行雾化处理，冷却至常温后集粉，即得所述的3d打印原材料。
其中调质剂是由0.1%稀土尾矿、余量的石英砂混合粉碎后过300目筛得到的粉体，其与熔融炉渣的重量比为0.1:1。
其中步骤（2）中所述的雾化处理中高压空气的压力为0.2mpa。
其中金属熔液与熔融态高炉矿渣的体积比为0.1:1。