粉末冶金在增材制造領(lǐng)域是高端產(chǎn)品制造的關(guān)鍵技術(shù)，廣泛應(yīng)用于航空、汽車、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域。具有環(huán)保、材料選擇多樣等優(yōu)勢，隨著增材制造領(lǐng)域的發(fā)展，粉末冶金的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。

而在追求可持續(xù)制造的今天，金屬研磨的再利用成為研究熱點(diǎn)，如利用工具鋼切屑制備增材制造原料。通過測試發(fā)現(xiàn)，與市面上的原料粉末相比，球磨實(shí)驗(yàn)所得粉末生產(chǎn)的3D成品可以獲得更精細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)和更高的顯微硬度。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備

行星式球磨機(jī) Pulversette 5 經(jīng)典型

實(shí)驗(yàn)條件

配件：不銹鋼研磨罐、20mm研磨球

轉(zhuǎn)速：300-400rpm

研磨環(huán)境：5%H2–Ar氣體填充

研磨時(shí)間：15min為一個(gè)研磨循環(huán)，每循環(huán)暫停時(shí)間10min；開啟反轉(zhuǎn)模式

粉末顆粒微觀形態(tài)

商業(yè)化粉末的顆粒微觀形態(tài)

球磨制備粉末的顆粒微觀形態(tài)

顯微斷層成像

上：鋼屑球磨3D成品斷層成像

下：商業(yè)化粉末3D成品斷層成像

對比得出，鋼屑球磨粉末制成的3D成品的斷層中，明顯沒有長度大于1μm的缺陷，而對于商業(yè)化粉末制成的成品，存在強(qiáng)度不同的區(qū)域，對于長絲成品則易體現(xiàn)出不規(guī)則性。

光學(xué)顯微圖像

上：鋼屑球磨3D成品的顯微圖像

下：商業(yè)化粉末3D成品的顯微圖像

用鋼屑球磨粉燒結(jié)的三維物體平均晶粒尺寸在6.7 μm左右，用商業(yè)化粉末燒結(jié)的三維物體平均晶粒尺寸為22.5 μm左右。

因此，使用從鋼屑球磨中提取的粉末，可以獲得具有精細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的燒結(jié)3D物體，從而具有更高的顯微硬度值。

通過球磨方案，可以實(shí)現(xiàn)工具鋼切屑回收利用，得到更高顯微硬度與更精細(xì)微觀結(jié)構(gòu)的均勻3D成品。該方法在材料擠出式的增材制造工藝領(lǐng)域有優(yōu)秀的發(fā)展?jié)摿Α?/span>

行星式球磨機(jī)Pulverisette 5 經(jīng)典型 

可充惰性氣體

雙閥門設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)惰性氣體的安全充入與排出，提供安全可靠的球磨環(huán)境

GTM實(shí)時(shí)監(jiān)控

實(shí)現(xiàn)空氣壓力與溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測，樣品狀態(tài)盡在掌控

可同時(shí)研磨8組樣品

同時(shí)進(jìn)行8組實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)高效省時(shí)研磨

可編程化操作

可編程、自動(dòng)化功能，確保研磨的均一性、可重復(fù)性