本發明涉及3D打印技術領域，涉及一種3D打印用鋁合金粉的制備方法，尤其涉及一種制備優異燒結性能的3D打印用鋁合金粉的方法。
背景技術：
3D打印(3DP)即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印技術已經逐步發展起來，并且隨著其不斷發展，傳統制造業的標準也逐步提高，就航空航天領域而言，輕量化、高利用率已經逐步稱為其制造零部件的標準，而其中所用到最多的就是鋁合金。鋁合金用于制造零部件，其生產成本相比其他金屬材料要低得多，并且地殼中鋁元素含量豐富，更是“可再生資源”，因此航空航天領域飽受人們關注。
航空航天領域中用到最多的材料是鋁合金，用于打印的鋁合金會反射激光，造成很多打印缺陷。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的缺陷，提供一種具有優異燒結性能、步驟簡單、操作流程短的制備3D打印用鋁合金粉的方法。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：
一種制備優異燒結性能的3D打印用鋁合金粉的方法，將鋁合金原材料抽真空并微正壓氮氣保護下熔煉成鋁合金液體，并保持熔煉和保溫過程中鋁合金液體獲得250～300℃的過熱度，采用氮氣作為霧化氣體，對熔融后的鋁合金液體進行氣霧化，得到3D打印用鋁合金粉。
所述的制備優異燒結性能的3D打印用鋁合金粉的方法，優選包括以下步驟：
A、將鋁合金原材料加入霧化設備的熔煉機構，對霧化設備中的霧化機構及熔煉機構進行抽真空，確保其處于真空狀態；
B、向熔煉機構內沖入氮氣，使其處于微正壓狀態；微正壓狀態指壓強略
高于大氣壓的狀態；
C、將熔煉機構中的保溫爐升溫，達到指定溫度后，打開熔煉機構中的熔煉爐電源，使其加熱，當熔煉機構中的保溫爐和熔煉爐達均達到熔煉溫度后，保溫30min～60min，使其獲得200～300℃的過熱度；
D、采用氮氣作為霧化氣體，控制霧化壓強為2-4Mpa，對熔融后的鋁合金液體進行氣霧化，液體破碎冷卻成鋁合金的球形或類球形顆粒，收集球形或類球形顆粒并進行處理得到3D打印用鋁合金粉。
所述的制備優異燒結性能的3D打印用鋁合金粉的方法，所述鋁合金原材料采用AlSi10Mg。
針對現有技術采用鋁合金打印易出現產品缺陷的問題，究其主要原因是鋁合金材料中Al-Si的Si晶粒過大，造成激光吸收的不充分所致。本發明通過熔體過熱200-300℃，影響鋁合金的生長，使其初生硅的尺寸減小，達到細化的作用，從而能在進行3D打印期間更充分的吸收激光，燒結性能得到提升。本發明選擇的過熱度范圍既能有效縮小Si晶粒尺寸，并且能使得最后的產品具有良好的燒結性能，尤其適用于SLS選區激光燒結技術。本發明的易操作、步驟簡單、效果明顯，很好的提高了3D打印用鋁合金粉燒結性能。
具體實施方式
為了對本發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現詳細說明本發明的具體實施方式。
一種制備優異燒結性能的3D打印用鋁合金粉的方法，將鋁合金原材料抽真空并微正壓氮氣保護下熔煉成鋁合金液體，并保持熔煉和保溫過程中鋁合金液體獲得250～300℃的過熱度，采用氮氣作為霧化氣體，對熔融后的鋁合金液體進行氣霧化，得到3D打印用鋁合金粉。
所述的制備優異燒結性能的3D打印用鋁合金粉的方法，包括以下步驟：
A、將鋁合金原材料加入霧化設備的熔煉機構，對霧化設備中的霧化機構及熔煉機構進行抽真空，確保其處于真空狀態；
B、向熔煉機構內沖入氮氣，使其處于微正壓(壓強略高于大氣壓)狀態；
C、將熔煉機構中的保溫爐升溫，達到指定溫度后，打開熔煉機構中的熔煉爐電源，使其加熱，當熔煉機構中的保溫爐和熔煉爐達均達到熔煉溫度后，保溫30min～60min，使其獲得200～300℃的過熱度；
D、采用氮氣作為霧化氣體，控制霧化壓強為2-4Mpa，對熔融后的鋁合金液體進行氣霧化，液體破碎冷卻成鋁合金的球形或類球形顆粒，收集球形或類球形顆粒并進行處理得到3D打印用鋁合金粉。
所述的制備優異燒結性能的3D打印用鋁合金粉的方法，所述鋁合金原材料采用AlSi10Mg。
以下通過具體實施例來詳細說明本發明：
實施例1、制備優異燒結性能的3D打印用鋁合金粉的方法，包括以下步驟：
A、將鋁合金原材料AlSi10Mg加入霧化設備的熔煉機構，對霧化設備中的霧化機構及熔煉機構進行抽真空，確保其處于真空狀態；
B、向熔煉機構內沖入氮氣，使其處于微正壓(壓強略高于大氣壓)狀態；
C、將熔煉機構中的保溫爐升溫，控制其功率在70kw，達到指定溫度800℃后，打開熔煉機構中的熔煉爐電源，使其加熱，控制其功率在70kw之間，當熔煉機構中的保溫爐和熔煉爐達均達到熔煉溫度800℃后，保溫30min，使其獲得200℃的過熱度；
D、采用氮氣作為霧化氣體，控制霧化壓強為2Mpa，對熔融后的鋁合金液體進行氣霧化，液體破碎冷卻成鋁合金的球形或類球形顆粒，收集球形或類球形顆粒并進行處理得到3D打印用鋁合金粉。制成的鋁合金粉末的粒徑為15-53μm。
使用本實施例所制取的鋁合金粉，采用SLS選區激光燒結工藝，進行拉伸試棒打印，打印完畢取下零件，進行加工，按照GB/T 228-2010標準在室溫條件下測定了試樣的力學性能為：抗拉強度317Mpa，延伸率12.7％。
實施例2、制備優異燒結性能的3D打印用鋁合金粉的方法，包括以下步驟：
A、將鋁合金原材料AlSi10Mg加入霧化設備的熔煉機構，對霧化機構及熔煉機構進行抽真空，確保其處于真空狀態；
B、向熔煉機構內沖入氮氣，使其處于微正壓(壓強略高于大氣壓)狀態；
C、將熔煉機構中的保溫爐升溫，控制其功率在80kw，達到指定溫度800℃后，打開熔煉機構中的熔煉爐電源，使其加熱，控制其功率在80kw之間，當熔煉機構中的保溫爐和熔煉爐達均達到熔煉溫度800℃后，保溫50min，使其獲得250℃的過熱度；
D、采用氮氣作為霧化氣體，控制霧化壓強為3Mpa，對熔融后的鋁合金液體進行氣霧化，液體破碎冷卻成鋁合金的球形或類球形顆粒，收集球形或類球形顆粒并進行處理得到3D打印用鋁合金粉。制成的鋁合金粉末的粒徑為20-55μm。
使用本實例所制取的鋁合金粉，采用SLS選區激光燒結工藝，進行拉伸試棒打印，打印完畢取下零件，進行加工，按照GB/T 228-2010標準在室溫條件下測定了試樣的力學性能為：抗拉強度338Mpa，延伸率12.9％。
實施例3、制備優異燒結性能的3D打印用鋁合金粉的方法，包括以下步驟：
A、將鋁合金原材料AlSi10Mg加入霧化設備的熔煉機構，對霧化機構及熔煉機構進行抽真空，確保其處于真空狀態；
B、向熔煉機構內沖入氮氣，使其處于微正壓(壓強略高于大氣壓)狀態；
C、將熔煉機構中的保溫爐升溫，控制其功率在90kw，達到指定溫度后，打開熔煉機構中的熔煉爐電源，使其加熱，控制其功率在90kw之間，當熔煉機構中的保溫爐和熔煉爐達均達到熔煉溫度后，保溫60min，使其獲得300℃的過熱度；
D、采用氮氣作為霧化氣體，控制霧化壓強為4Mpa，對熔融后的鋁合金液體進行氣霧化，液體破碎冷卻成鋁合金的球形或類球形顆粒，收集球形或類球形顆粒并進行處理得到3D打印用鋁合金粉。制成的鋁合金粉末的粒徑為15-50μm。
使用本實施例所制取的鋁合金粉，采用SLS選區激光燒結工藝，進行拉伸試棒打印，打完畢取下零件，進行加工，按照GB/T 228-2010標準在室溫條件下測定了試樣的力學性能為：抗拉強度364Mpa，延伸率13.2％。
現有技術的鋁合金粉進行拉伸試棒打印，經檢測拉伸強度為290Mpa左右，延伸率為12％。
從以上實施例可以看出：相比現有技術得到的鋁合金粉，拉伸強度增加10-25％，延伸率增加了5.8-10％。