一种3d打印用球形锆粉的生产方法
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术技术领域，具体为一种3d打印用球形锆粉的生产方法。
背景技术：
2.锆是一种稀有金属，具有高的熔点、良好的可塑性和优异的耐腐蚀性，具有密度大、活性高、体积热值高、比热容小等特点，锆的耐腐蚀性比钛好，有望在3d打印领域替代钛合金，在海洋工程、生物医疗、化学化工等领域得以广泛应用。
3.对于高性能金属3d构件来说，需要球形度好、球化率高、流动性好的金属粉末，便于3d打印铺粉操作，鉴于锆的熔点较高（1852℃），常规的球化方法，如气雾化法、等离子体法等，效率低，难以实现高效生产，且球形度和球化率不理想。
4.经对现有技术的文献检索发现，公开号为cn113909479a的中国专利公开了一种可实现粒度分级的超细球形锆粉制备方法，该方法不足在于：步骤繁琐，效率低。经文献检索还发现，宰雄飞等在《稀有金属》（2018年，第8期，第864-868页）发表了“无坩埚熔炼气雾化技术制备高纯球形锆粉”，具体方法为：以锆棒为原料，采用自主设计的无坩埚熔炼气雾化设备成功制备出高纯球形锆粉，由于需要严格控制进料速度和雾化压力，才可使得细粉的产出率达40-50%，不能达到批量生产，达不到工业上对球形锆粉的需求。
5.通过检索现有专利和文献，未发现同轴嵌入式感应等离子方法技术生产球形锆粉体的报导。
技术实现要素：
6.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种3d打印用球形锆粉的生产方法，解决了不能达到批量生产，达不到工业上对球形锆粉的需求的问题。
7.（二）技术方案为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种3d打印用球形锆粉的生产方法，包括以下步骤：s1、取四氯化锆粉末放置于容器中待用；s2、将四氯化锆粉末过滤三次，去除四氯化锆粉末中的大颗粒杂质；s3、将s2中的四氯化锆粉末，在80-100摄氏度的温度下干燥，冷却备用；s4、将s3中的四氯化锆粉末再次过滤；s5、将s4中粒度25um-70um的四氯化锆粉放入同轴嵌入式感应等离子体球化装置，并且设置等离子体的运行参数，得到最终产物。
8.优选的，所述s5中的运行参数为：功率200-400kw，氩-氢等离子气体流量0.5-0.8m
³
/h，氩气送粉气体流速是0.10-0.18m
³
/h。
9.优选的，所述氩-氢等离子气体包含氩气95v%，氢气5v%。
10.（三）有益效果
本发明提供了一种3d打印用球形锆粉的生产方法。具备以下有益效果：1、与传统技术相比，本发明以四氯化锆粉末为原料，原料量丰富，适合批量生产，可以满足工业上对球形锆分的需求。
11.2、与传统技术相比，本发明使用同轴嵌入式感应等离子体球化装置，等离子体区中心温度高达10000℃，在此高温下四氯化锆快速分解球化，极大地提高了球化效率。
具体实施方式
12.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
13.实施例一：本发明实施例提供一种3d打印用球形锆粉的生产方法，包括以下步骤：s1、取四氯化锆粉末放置于容器中待用；s2、将四氯化锆粉末过滤三次，去除四氯化锆粉末中的大颗粒杂质；s3、将s2中的四氯化锆粉末，在100摄氏度的温度下干燥，冷却备用；s4、将s3中的四氯化锆粉末再次过滤；s5、将s4中粒度25um-70um的四氯化锆粉放入同轴嵌入式感应等离子体球化装置，并且设置等离子体的运行参数，得到最终产物。
14.运行参数为功率400kw，氩-氢等离子气体流量0.8m
³
/h,氩-氢等离子气体包含氩气95v%，氢气5v%，氩气送粉气体流速是0.10m
³
/h，等离子体高温条件下，收集所得粉末，得到15-53um球形锆粉。
15.经测得所得球形锆球化率为99％，霍尔流速为24.01（s/50g）。
16.实施例二：本发明实施例提供一种3d打印用球形锆粉的生产方法，包括以下步骤：s1、取四氯化锆粉末放置于容器中待用；s2、将四氯化锆粉末过滤三次，去除四氯化锆粉末中的大颗粒杂质；s3、将s2中的四氯化锆粉末，在100摄氏度的温度下干燥，冷却备用；s4、将s3中的四氯化锆粉末再次过滤；s5、将s4中粒度25um-70um的四氯化锆粉放入同轴嵌入式感应等离子体球化装置，并且设置等离子体的运行参数，得到最终产物。
17.功率300kw，氩-氢等离子气体流量0.8m
³
/h,氩-氢等离子气体包含氩气95v%，氢气5v%，氩气送粉气体流速是0.18m
³
/h，等离子体高温条件下，收集所得粉末，得到15-53um球形锆粉。
18.经测得所得球形锆球化率为96％，霍尔流速为26.21（s/50g）。
19.实施例三：本发明实施例提供一种3d打印用球形锆粉的生产方法，包括以下步骤：s1、取四氯化锆粉末放置于容器中待用；s2、将四氯化锆粉末过滤三次，去除四氯化锆粉末中的大颗粒杂质；
s3、将s2中的四氯化锆粉末，在100摄氏度的温度下干燥，冷却备用；s4、将s3中的四氯化锆粉末再次过滤；s5、将s4中粒度25um-70um的四氯化锆粉放入同轴嵌入式感应等离子体球化装置，并且设置等离子体的运行参数，得到最终产物。
20.功率200kw，氩-氢等离子气体流量0.5m
³
/h,氩-氢等离子气体包含氩气95v%，氢气5v%，氩气送粉气体流速是0.15m
³
/h，等离子体高温条件下，收集所得粉末，得到15-53um球形锆粉。
21.经测得所得球形锆球化率为95％，霍尔流速为27.78（s/50g）。
22.实施例四本发明实施例提供一种3d打印用球形锆粉的生产方法，包括以下步骤：s1、取四氯化锆粉末放置于容器中待用；s2、将四氯化锆粉末过滤三次，去除四氯化锆粉末中的大颗粒杂质；s3、将s2中的四氯化锆粉末，在100摄氏度的温度下干燥，冷却备用；s4、将s3中的四氯化锆粉末再次过滤；s5、将s4中粒度25um-70um的四氯化锆粉放入同轴嵌入式感应等离子体球化装置，并且设置等离子体的运行参数，得到最终产物。
23.功率200kw，氩-氢等离子气体流量0.5m
³
/h,氩-氢等离子气体包含氩气95v%，氢气5v%，氩气送粉气体流速是0.10m
³
/h，等离子体高温条件下，收集所得粉末，得到15-53um球形锆粉。
24.经测得所得球形锆球化率为93％，霍尔流速为28.35（s/50g）。
25.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。