本发明涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种3d打印用贵金属粉末制备方法。
背景技术：
3d打印，被称为引发第三次技术革命的智能制造技术，彻底改变了传统金属零件，特别是高性能、难加工、构型复杂等金属零件的加工模式，在航空航天、汽车制造领域有着广阔的应用。金属3d打印技术是整个3d打印体系中最前沿和最有潜力的技术，也是今后3d打印技术的主要发展方向。
球形金属粉末是金属3d打印的原材料和耗材，也是限制3d打印技术发展的巨大瓶颈。因此，3d打印专用材料的研发是3d打印技术发展的重中之重。高性能金属粉末的制备受到工业发达国家的高度重视。
带有坩埚的高压气体雾化法是当前制备3d打印金属粉末的主流方法，该方法在制备时先利用坩埚对棒料熔炼，棒料在坩埚内熔化后进行雾化形成金属粉末，但是该方法具有以下弊端：1、在熔炼过程中，金属熔体直接接触坩埚，导致熔入少量的坩埚杂质，影响粉末的纯度；2、传统高压气体雾化法，设备装量大，获得的颗粒形状不够规则，必须经过多次筛分及检验才能得到符合标准的粒度范围，粉末收得率不到30％，金属材料损耗较大，不适合贵金属粉末生产。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种3d打印用贵金属粉末制备方法，以解决现有的生产方法生产的粉末纯度较低、不适合贵金属粉末生产的问题。
为实现上述目的，本发明提出的技术方案如下：
一种3d打印用贵金属粉末制备方法，包括以下步骤：
原材加工处理，将贵金属原材加工成型为丝材，并将所述丝材端部加工成锥状；
绕丝和装料，将所述丝材绕成丝卷并装入线盘，并使所述丝材的锥状端部穿过雾化室的雾化器；
气体洗炉，对所述装料室和雾化室进行抽真空，并充入工作气体；
熔炼，通过电/磁场，对两个所述丝材通电加热，通电过程中转轴带动丝材出料，，丝材端部不断熔化；
雾化，以工作气体作为雾化介质，对呈液态的贵金属材料进行雾化处理，雾化后的贵金属材料冷凝成金属粉末；
筛分，金属粉末冷却至预设温度下，在工作气体气氛下进行筛分处理。
根据本发明提供的3d打印用贵金属粉末制备方法，通过将丝材的端部不断融化成金属液，同时通过雾化介质将金属液雾化成微小的球形液粒，球形液粒冷凝后形成球形粉末，整个生产过程金属液体在工作气体的保护下不接触其他物质，提高了金属粉末的纯度和收得率，降低了金属材料的损耗。
另外，根据本发明上述实施例的一种3d打印用贵金属粉末制备方法，还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个示例，所述气体洗炉步骤具体包括：对所述装料室和所述雾化室抽真空至1×10-3pa，并充入0.05mpa的工作气体，并重复上述步骤至少两次。
根据本发明的一个示例，所述雾化步骤中的工作气体的压强为0.6～2mpa。
根据本发明的一个示例，所述原材加工处理步骤还包括：对所述丝材进行表面清洁处理。
根据本发明的一个示例，还包括以下步骤：对筛分后的金属粉末进行干燥。
根据本发明的一个示例，所述丝材的直径为0.1～3.5mm。
根据本发明的一个示例，所述工作气体为高纯氮气或高纯氩气。
以上附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例的3d打印用贵金属粉末制备方法的流程图。
实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
结合附图1所示，本实施例提供了一种3d打印用贵金属粉末制备方法，具体包括以下步骤及设计参数：
原材加工处理，将贵金属原材加工成型为0.1～3.5mm的丝材，并将所述丝材的端部加工成锥状，本实施例的丝材的一个端部加工成锥状；
绕丝和装料，将所述丝材绕成丝卷并装入线盘，两个所述线盘分别安装在装料室内的两个可转动的转轴上，转轴通过电机等驱动机构带动其转动，随后使所述丝材的锥状端部穿过雾化室的雾化器；
气体洗炉，对所述装料室和雾化室抽极限真空至1×10-3pa，并充入0.05mpa的工作气体，此步骤需要重复两次，以在工作环境内形成低氧环境；
熔炼，开启电源，对两个所述丝材通电加热，线盘在转轴带动下转动以带动丝材的连续出料，加热过程和线盘的转动过程中保持两个所述丝材的锥状端部相接触，以使两个所述线材的端部融化并爆裂，爆裂的金属液在工作气体作用下形成微米尺度的金属液滴；
雾化和成粉，在熔炼过程中需要向丝材的端部锥状接触位置充入0.6～2mpa的工作气体，工作气体呈喇叭发散状，经由尾气处理系统，通过三级旋风及管道抽离设备，喇叭发散状的工作气体使得金属液滴呈喇叭发散状轨迹飞行，由于液体表面张力的作用收缩成球，经凝固冷却后形成具有较高球形度的金属粉末；
收集，金属粉末在各级集粉罐内收集，经罐体的循环冷却系统冷却；
筛分及储存，金属粉末冷却至预设温度下，在工作气体气氛下进行筛分处理，最终得到的粒度范围分别为0～53μm、53～106μm的粉末，封装后在干燥柜内储存。
结合上述制备方法，具体的，本实施例的所述工作气体为高纯氮气或高纯氩气。而贵金属材料可以是ag、au等贵金属。采用高纯氮气作为工作气体，其化学性质稳定且成本较低，易于实现。
具体的，本实施例的原材加工处理还包括对丝材进行表面清洁处理，表面清洁处理包括对丝材的表面进行去氧化和去油污等杂质，保证了丝材的表面洁净。
具体的，本实施例的“加热过程和线盘的转动过程中保持两个所述丝材的锥状端部相接触”的具体实现方式可以是：将两个所述线盘分别安装在装料室内的两个可转动的转轴上，两个转轴同步转动，而且两个转轴的转动方向可以使得丝材的出料方向能够相交或者处于同一直线上，这样便可以保证转轴带动线盘在输送过程中能够维持两个所述丝材的锥状端部相接触。
具体的，本实施例的熔炼原理是通过对两个丝材通电，使得将两个丝材的端部在接触处产生电弧，进而实现丝材的熔炼，起弧熔化范围小，能够保证了金属粉末成粉的稳定性，成粉的粒径范围可控。
综上所述，根据本实施例3d打印用贵金属粉末制备方法，通过将两个丝材的端部不断融化成金属液，同时通过雾化介质将金属液雾化成微小的球形液粒，球形液粒冷凝后形成球形粉末，整个生产过程金属液体在工作气体的保护下不接触其他物质，提高了金属粉末的纯度和收得率，降低了金属材料的损耗。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。