增材制造用球形金属粉末主要制备技术的研究进展

吴文恒，王 涛，范 玎

(上海材料研究所，上海3D打印材料工程技术研究中心，上海 200437)

0 引 言

近年来，增材制造技术的快速发展使增材制造行业规模得到迅速扩大，也促使增材制造的产业格局逐步完善，目前增材制造已成为智能制造和先进制造的关键模块。在此过程中，金属增材制造技术完成了由最初的学术理念到工业化应用的蜕变，并发展成为增材制造产业体系中最具潜力的重要技术分支，更是增材制造技术更新迭代的显著标志。

金属增材制造使用的主要原材料为金属粉末，制备金属粉末的主要方法有机械破碎法、雾化法、还原法、电解法、氢化脱氢法等。其中，雾化法中的气雾化法、等离子旋转电极雾化法和等离子雾化法可制备球形金属粉末，并且粉末的化学成分均匀、氧含量低、球形度高，尤其适用于金属增材制造，而球形金属粉末特性也成为决定成形制件性能的先决条件。增材制造产业的快速发展带动了球形金属粉末的巨大市场需求[1]，因此如何高效制备高品质球形金属粉末成为增材制造技术发展与变革的关键[2]。为了给增材制造技术研究及粉末原材料耗材生产领域的研发人员提供借鉴，作者对增材制造用球形金属粉末的主要制备方法进行了介绍，综述了制备原理、生产设备结构、重要工艺参数和未来发展方向。

1 气雾化法

1.1 技术原理

气雾化法(Gas Atomization, GA)起源于19世纪20年代，是利用高速气流冲击金属熔液，将气体动能转化为微小金属熔滴的表面能，最终冷却获得球形金属粉末的工艺[3]。……