本发明属于金属粉体废弃物处理技术领域,具体涉及一种增材制造废弃钛或钛合金粉末的回收处理方法。
背景技术:
金属增材制造是以激光或电子束作为热源,以预置或同步供给的金属粉末为材料,在基板上逐层堆积,形成金属零件的制造技术。钛及钛合金是增材制造领域使用量较大的粉末。在增材制造过程中,未被热源直接加热的钛或钛合金粉末会留存在粉床中,作为原料继续使用。然而粉床中的钛或钛合金粉末在经历多次循环使用后,会因反复的“受热—冷却”,出现球形度下降、烧结粘接、表面变粗糙,氧及其他杂质含量大幅上升等性能劣化现象。随着粉末循环使用次数的增加,粉床中性能劣化粉末的比例会逐渐增大。使用混有劣化粉末的原料进行金属增材制造,会发生铺/送粉不流畅、粉末烧结不完全、部件表面粗糙度上升、内部缺陷增多、强度下降等的现象。通过定期清理粉舱,将经过多次循环使用的钛或钛合金粉末废弃可以避免上述情况的发生。然而在现有增材制造用钛或钛合金粉末成本较高,将性能劣化的粉末废弃,不仅导致耗材成本的上升,而且废弃的粉末具备易燃易爆特性,运输和处理不当容易产生危险和二次污染。因此,通过适当的技术手段,对增材制造废弃钛或钛合金粉末回收再利用,成为解决上述问题的有效途径。
对增材制造废弃钛或钛合金粉末进行分析后发现,其性能劣化区域分布于粉末表层≤3μm的范围内,粉末内部成分及组装状态与未使用粉末基本一致。因此采用技术手段,对增材制造废弃钛或钛合金粉末表层≤3μm区域内的材料进行处理,同时保证粉体其他区域性能不变,则可以在材料质量损失最小的情况下,实现增材制造废弃钛或钛合金粉末的回收再利用。
采用技术手段对钛及钛合金粉末表面形貌及成分进行处理,改善其使用性能,相关专利主要包括以下方面:专利cn105344436a公开了一种消除雾化合金粉末空心缺陷的方法,对雾化合金粉末进行球磨处理,消除粉末颗粒内部空心缺陷,获得实心粉末,提高粉末利用率。专利cn106735258a公开了一种减少3d打印材料中卫星粉的方法,通过在3d打印用材料粉末中通入气体进行气体搅拌使得3d打印用材料粉末颗粒相互碰撞摩擦,筛粉后得到3d打印用材料粉末。专利cn108687339a为解决等离子球化过程中钛或钛合金颗粒表面沉积微细的颗粒容易和环境中的微量氧结合,造成钛或钛合金球形粉末氧含量变大的问题,将钛或钛合金球形粉末放入摩尔比为(0.1-10):1的氢氟
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