镁合金具有密度小、比强度高、振动阻尼容量高、散热性好、生物相容性好等特点,目前已广泛应用在交通工具、通讯、航空航天、军事、医疗等领域。金属3D打印技术具有加工周期短、材料利用率高、可实现柔性制造、可获得特殊组织性能等优点,是未来最有前景的技术之一。作为3D打印镁合金的原材料,粉末需要同时满足高球形度、高流动性、低氧含量、粒度分布窄(SLM技术15~45 µm、SEBM技术45~105 µm)等要求,受限于镁合金极高的氧亲和性和易燃易爆特性,高品质粉末原料的制备是3D打印镁合金进一步发展所面临的挑战之一。
广州赛隆公司利用团队自主研发的超高转速等离子旋转电极雾化制粉装备,结合已开发的高品质3D打印球形铜粉、球形钛合金粉末等工艺,攻克了镁合金在高温下软化导致电极棒无法稳定高速旋转等技术难题,生产出了纯度高、球形度好、卫星粉少的高品质球形镁合金粉末(镁元素含量>90 wt %),为镁合金的高品质3D打印提供原料基础。研制的镁合金粉末的氧含量约为30 ppm,粒度范围满足金属3D打印原材料需求,表面形貌如图所示。
图 镁合金粉末SEM表面形貌图