如何控制VIGA法制備金屬3D打印粉末中的氧氮含量

導(dǎo)讀：金屬粉末作為增材制造技術(shù)的重要原料，很多參數(shù)都對(duì)最終3D打印件的性能有直接影響，其中一個(gè)非常重要的參數(shù)就是金屬粉末的“氧氮含量”。

如果金屬粉末中的氧氮含量增加，會(huì)使得增材制造工件的機(jī)械性能、物理性能、抗腐蝕性能顯著下降。那么，為避免氧氮含量帶來(lái)的不利影響，金屬粉末制備廠家需要在生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中嚴(yán)格控制金屬粉末的氧氮含量。首先，我們要搞清楚采用VIGA法（真空氣霧化制粉工藝）制備的金屬粉末氧氮的來(lái)源有哪些途徑呢？

一、原材料

首先，原材料本身的氧氮含量會(huì)帶入產(chǎn)品中，當(dāng)原材料發(fā)生氧化時(shí)或表面不清潔附著有機(jī)物時(shí)，會(huì)導(dǎo)致粉末產(chǎn)品中氧氮含量的增加。

二、VIGA設(shè)備密封性

VIGA設(shè)備不僅要達(dá)到較低的極限真空度，同時(shí)也要保持較低的泄露率，以避免空氣進(jìn)入設(shè)備內(nèi)，從而有效防止在熔煉、霧化高溫過(guò)程中氧氮進(jìn)入產(chǎn)品中。

三、惰性氣體置換次數(shù)

熔煉霧化前，需要用惰性氣體將設(shè)備內(nèi)的空氣置換掉，使得設(shè)備內(nèi)氧氮含量控制在較低范圍內(nèi)，若置換次數(shù)不夠可能導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)氧氮含量較高，從而在熔煉霧化過(guò)程中進(jìn)入產(chǎn)品中。

四、霧化氣體純度

若惰性氣體不純，含有一定氧氮含量，那么在熔煉、霧化高溫過(guò)程中也會(huì)導(dǎo)致氧氮進(jìn)入產(chǎn)品中。

五、霧化后冷卻時(shí)間

金屬熔液完全霧化后，形成的粉末進(jìn)入集粉桶內(nèi)，此時(shí)的粉末還具有較高的溫度，若立即進(jìn)行拆粉作業(yè)，粉末會(huì)與空氣中的氧氮作用從而導(dǎo)致產(chǎn)品的氧氮含量增加。

六、粉末儲(chǔ)存方式

針對(duì)一些易氧化的金屬粉末產(chǎn)品，如果不做任何保護(hù)直接與空氣接觸，即使在常溫條件下，粉末也會(huì)與空氣中的氧氮作用發(fā)生氧化反應(yīng)，從而導(dǎo)致產(chǎn)品中的氧氮含量增加。

那么國(guó)內(nèi)的金屬粉末廠商在氧氮含量方面的控制做到什么程度了呢？這里我們拿到了一組江蘇威拉里的數(shù)據(jù)，可以作為參考。

江蘇威拉里作為國(guó)內(nèi)3D打印金屬粉末優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商，針對(duì)以上可能導(dǎo)致金屬粉末產(chǎn)品氧氮增加的各種途徑進(jìn)行了嚴(yán)格把控，并取得良好效果。其VIGA法制備金屬粉末部分產(chǎn)品氧氮含量如下表：

牌號(hào)	GH3536	GH4169	GH3625	AlSi10Mg	18Ni300	12Cr9Ni
規(guī)格	15-53μm	15-53μm	15-53μm	15-53μm	15-53μm	15-53μm
氧含量wt%	≤0.03	≤0.03	≤0.03	≤0.035	≤0.03	≤0.02
氮含量wt%	≤0.03	≤0.03	≤0.03	/	≤0.02	≤0.02

南極熊注意到，國(guó)產(chǎn)金屬3D打印粉末質(zhì)量越來(lái)越好，下游的用量越來(lái)越多，從之前的幾十公斤一單，到現(xiàn)在的幾百公斤甚至上千公斤一單，出貨量也越來(lái)越高。特別是2020年以來(lái)，不少?gòu)S商表示，他們的金屬3D打印粉末銷售量同比增長(zhǎng)1到2倍。