一種3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法與流程
2023-10-09 21:25:24 1
本發明涉及一種粉末進行流動性測定的方法，尤其涉及一種3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法。
背景技術：
3D列印技術是近年來發起的新技術，其應用領域十分廣泛，包括：航空航天、武器裝備、工業設計與製造、模具、醫療以及時裝、電影、建築、創意設計等多個不同的行業。近年來，3D列印在航空航天領域的應用發展十分迅速，成為製造技術的熱點，並受到廣泛關注和重視。
由於現代科技的快速發展，越來越多的行業如汽車行業、航空航天行業、郵輪運輸行業等追求材料輕量化，這些領域很多採用鋁合金進行相關零件的製造。傳統製造方法製備複雜零部件造價高昂，甚至難以製備，而通過3D列印技術則可以很容易的實現，因此在金屬3D列印行業中，鋁合金的應用佔據了半壁江山。而且在其它領域中，很多零件產品對精度要求越來越高，傳統加工製造方法難以達到，且對操作工的技術要求非常之高，加工成本非常高昂，而3D列印技術恰好可以解決這一問題，其列印成品精度十分之高，並且操作不複雜，這和目前推崇的高精度、量化生產的潮流一致。
採用鋁合金粉末進行3D列印時，粉末的流動性直接影響著列印成品的質量，其中鋁合金粉末的球形度可直接通過掃描電鏡來進行觀察，而其流動性的測定卻較為困難。通常粉末流動性可通過其流速來體現，但是由於鋁合金粉末自身質量較輕，且粉末之間容易發生團聚，無法進行流速測定。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的缺陷，提供一種分散性好、測定準確、操作流程短、步驟簡單的D列印超微鋁合金粉末流速測定方法。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法，將超微鋁合金粉末與摻合粉末混勻得到混合粉，混合粉放入測試裝置中，混合粉從測試裝置中漏出下落，測定混合粉漏完所用時間，計算後得到3D列印超微鋁合金粉末流速；其中摻合粉末的密度大於超微鋁合金粉末密度，且形成分散不團聚的混合粉。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選包括以下步驟：
A、稱重：分別稱取超微鋁合金粉末、摻合粉末，其中超微鋁合金粉末佔混合粉總重量的5-10％；
B、混合：將超微鋁合金粉末與摻合粉末混合均勻；
C、測試：準備測試裝置，先堵塞測試裝置中的漏鬥孔，取標準重量的混合粉置入漏鬥中，鬆開漏鬥孔的同時計時，記錄漏鬥中粉末漏完的時間；
D、重複測試至少三次，取平均值，計算得到3D列印超微鋁合金粉末流速。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述超微鋁合金粉末的粒徑為10-50μm。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述摻合粉末的粒徑為15-53μm。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述摻合粉末的密度為超微鋁合金粉末密度的2.7-3.5倍。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述摻合粉末選擇滲碳鋼粉末。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述摻合粉末選擇20CrMnTi滲碳鋼粉末。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述步驟C測試中，所述漏鬥孔直徑為2.5mm。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述步驟C測試中，所述標準重量為50g。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述步驟C測試中，所述計時採用紅外線自動計時裝置。
本發明通過在超微鋁合金粉末中添加大量的密度大於超微鋁合金粉末的摻合粉，使得摻合粉將超微鋁合金粉末包裹分散，使得超微鋁合金粉末不團聚，具有良好的流動性，從而實現了超微鋁合金粉末流速的測定，為評估3D列印鋁合金粉末的品質提供了有效手段。本發明的方法流速測定操作流程短，步驟簡單、測定準確；很好解決鋁合金粉末流速的無法測量的問題。
具體實施方式
為了對本發明的技術特徵、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3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法，將超微鋁合金粉末與摻合粉末混勻得到混合粉，混合粉放入測試裝置中，混合粉從測試裝置中漏出下落，測定混合粉漏完所用時間，計算後得到3D列印超微鋁合金粉末流速；其中摻合粉末的密度大於超微鋁合金粉末密度，且形成分散不團聚的混合粉。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選包括以下步驟：
A、稱重：分別稱取超微鋁合金粉末、摻合粉末，其中超微鋁合金粉末佔混合粉總重量的5-10％；
B、混合：將超微鋁合金粉末與摻合粉末混合均勻；具體混合採用混料瓶，將鋁合金粉與20CrMnTi滲碳鋼粉倒入混料瓶中，手動混料30s，直至充分混合；
C、測試：準備測試裝置，先堵塞測試裝置中的漏鬥孔，取標準重量的混合粉置入漏鬥中，鬆開漏鬥孔的同時計時，記錄漏鬥中粉末漏完的時間；具體為：左手手指堵住漏鬥孔，再將混料瓶中混合均勻的粉末倒入漏鬥，右手持秒表，左手手指鬆開，粉末從漏鬥開始漏出的同時秒表開始計時，若手指鬆開，粉末不漏，可用頂針適當頂一下，待粉末從漏鬥完全漏出的同時秒錶停止計時，讀出秒表示數，進行記錄。
除了上述採用秒表計時外，還可以採用自動計時裝置進行計時，例如採用紅外線自動計時裝置。在漏鬥徑下方設置紅外線計時裝置，紅外線對應漏鬥徑底面下方，當紅外線檢測有粉末流出時，開始計時，當紅外線檢測未有粉末時計時結束。自動檢測的時間更為準確。紅外線計時裝置為現有技術，不再贅述。
D、重複測試至少三次，取平均值，計算得到3D列印超微鋁合金粉末流速。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述超微鋁合金粉末的粒徑為10-50μm。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述摻合粉末的粒徑為15-53μm。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述摻合粉末的密度為超微鋁合金粉末密度的2.7-3.5倍。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述摻合粉末選擇滲碳鋼粉末。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述摻合粉末選擇20CrMnTi滲碳鋼粉末。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述步驟C測試中，所述漏鬥孔直徑為2.5mm。
所述的3D列印超微鋁合金粉末流速測定方法中，優選所述步驟C測試中，所述標準重量為50g。
金屬粉末的流動性，具體到3D列印超微鋁合金粉末流速測定，以50g金屬粉末流過特定孔徑的漏鬥所需要的時間來表示。
測試裝置包括以下部件：
鐵架臺1套
漏鬥不鏽鋼(Φ2.5mm)1隻
量杯不鏽鋼(Φ31mm、25ml)1隻
支架不鏽鋼1隻
秒表1隻
溢料盤不鏽鋼1隻
毛刷1隻
本發明通過以下具體實施例詳細描述本發明：
實施例1，選擇粒徑為10-50μm的超微鋁合金粉末、粒徑15-53μm滲碳鋼作為摻合粉末，摻合粉末的密度為超微鋁合金粉末密度的3.2倍。
1)稱重：稱取鋁合金粉末與20CrMnTi滲碳鋼粉末共50g，超微鋁合金粉末佔混合粉總重量的10％；
2)混合：將鋁合金粉與20CrMnTi滲碳鋼粉倒入混料瓶中，手動混料30s，直至充分混合；
3)測量：準備測試裝置，左手手指堵住漏鬥孔，再將混料瓶中混合均勻的粉末倒入漏鬥，右手持秒表，左手手指鬆開，粉末從漏鬥開始漏出的同時秒表開始計時，若手指鬆開，粉末不漏，可用頂針適當頂一下，待粉末從漏鬥完全漏出的同時秒錶停止計時，讀出秒表示數，進行記錄。
4)重複測試至少三次，取平均值，計算得到3D列印超微鋁合金粉末流速。
此組混合粉末三次測定流速為：33.24s、33.20s、33.19s所得的流速為平均為33.21s/50g。
實施例2，選擇粒徑為20-30μm的超微鋁合金粉末、粒徑20-50μm15號滲碳鋼作為摻合粉末，摻合粉末的密度為超微鋁合金粉末密度的3.5倍。
1)稱重：稱取鋁合金粉末與15號滲碳鋼粉末共50g，超微鋁合金粉末佔混合粉總重量的5％；
2)混合：將鋁合金粉與15號滲碳鋼粉倒入混料瓶中，手動混料30s，直至充分混合；
3)測量：準備測試裝置，左手手指堵住漏鬥孔，再將混料瓶中混合均勻的粉末倒入漏鬥，右手持秒表，左手手指鬆開，粉末從漏鬥開始漏出的同時秒表開始計時，若手指鬆開，粉末不漏，可用頂針適當頂一下，待粉末從漏鬥完全漏出的同時秒錶停止計時，讀出秒表示數，進行記錄。
4)重複測試至少三次，取平均值，計算得到3D列印超微鋁合金粉末流速。
此組混合粉末三次測定流速為：36.76s、36.59s、36.49s所得的流速為平均為36.65s/50g。
實施例3，選擇粒徑為30-50μm的超微鋁合金粉末、粒徑15-53μm20CrMnTi滲碳鋼作為摻合粉末，摻合粉末的密度為超微鋁合金粉末密度的2.7倍。
1)稱重：稱取鋁合金粉末與20CrMnTi滲碳鋼粉末共50g，超微鋁合金粉末佔混合粉總重量的7％；
2)混合：將鋁合金粉與20CrMnTi滲碳鋼粉倒入混料瓶中，手動混料30s，直至充分混合；
3)測量：準備測試裝置，左手手指堵住漏鬥孔，再將混料瓶中混合均勻的粉末倒入漏鬥，右手持秒表，左手手指鬆開，粉末從漏鬥開始漏出的同時秒表開始計時，若手指鬆開，粉末不漏，可用頂針適當頂一下，待粉末從漏鬥完全漏出的同時秒錶停止計時，讀出秒表示數，進行記錄。
4)重複測試至少三次，取平均值，計算得到3D列印超微鋁合金粉末流速。
此組混合粉末三次測定流速為：34.23s、34.21s、34.25s，所得的流速為平均為34.23s/50g。
通過上述實施例可以看出：通過摻雜高密度的摻合粉末，一方面加大鋁合金粉末的分散性，使超微鋁合金粉末不再團聚，提高流動性，方便進行測試流速。該測試選擇標準摻合粉末、標準測試裝置，通過相對流速的測試，從而得到超微鋁合金粉末的流動性指標。也相應對於超微鋁合金粉末在金屬3D列印研究通過數據參考。
以上實施例的計時還可以採用紅外線自動計時裝置進行計時，其他步驟與前述一致，也可以得到3D列印超微鋁合金粉末流速相對測定結果。