VIGA法で製造された金属3Dプリント粉末の酸素と窒素含有量を制御する方法

はじめに: 積層造形技術の重要な原材料として、金属粉末の多くのパラメータは最終的な 3D プリント部品の性能に直接影響を及ぼします。最も重要なパラメータの 1 つは、金属粉末の「酸素と窒素の含有量」です。

金属粉末中の酸素と窒素の含有量が増加すると、積層造形されたワークピースの機械的特性、物理的特性、耐食性が大幅に低下します。したがって、酸素と窒素含有量の悪影響を回避するために、金属粉末メーカーは、すべての生産リンクで金属粉末の酸素と窒素含有量を厳密に管理する必要があります。まず、VIGA法（真空空気噴霧粉末製造プロセス）で製造された金属粉末中の酸素と窒素の発生源を把握する必要がありますか?

1. 原材料

まず、原料自体の酸素や窒素分が製品に持ち込まれます。原料が酸化していたり、表面が汚れていて有機物が付着していると、粉末製品中の酸素や窒素分が増加します。

2. VIGA機器のシーリング

VIGA 装置は、低い到達真空度を達成するだけでなく、空気が装置内に入るのを防ぐために低い漏れ率を維持し、高温の製錬および噴霧プロセス中に酸素と窒素が製品内に入るのを効果的に防ぐ必要があります。

3. 不活性ガスの交換時期

精錬噴霧化の前に、装置内の空気を不活性ガスで置き換えて、装置内の酸素と窒素の含有量を低い範囲に制御する必要があります。交換回数が十分でない場合、装置内の酸素と窒素の含有量が高くなり、精錬噴霧化プロセス中に製品に入り込む可能性があります。
4. 噴霧ガスの純度

不活性ガスが不純で、一定量の酸素と窒素が含まれている場合、製錬および噴霧の高温プロセス中に酸素と窒素が製品に入り込みます。

5. 噴霧後の冷却時間

溶融金属が完全に霧化された後、形成された粉末は粉末収集バレルに入ります。このとき、粉末はまだ比較的高温であるため、すぐに粉末を取り除くと、粉末は空気中の酸素や窒素と反応し、製品の酸素と窒素の含有量が増加します。

6. 粉末の保管方法

酸化しやすい金属粉末製品の中には、保護なしで直接空気にさらされると、室温であっても、粉末が空気中の酸素や窒素と反応して酸化反応を起こし、製品中の酸素と窒素の含有量が増加します。

では、国内の金属粉末メーカーは酸素と窒素の含有量をどの程度管理しているのでしょうか?ここでは、江蘇省ウィラリから参照できるデータセットを入手しました。

江蘇ウェラリは、中国の高品質な3Dプリント金属粉末サプライヤーとして、金属粉末製品中の酸素や窒素の増加につながる可能性のあるさまざまな方法を厳密に管理し、良好な結果を達成しました。 VIGA 法で製造された金属粉末の一部製品の酸素および窒素含有量は次のとおりです。

ブランド	GH3536	GH4169	GH3625	アルミニウムSi10Mg	18Ni300	12Cr9Ni
仕様	15-53μm	15-53μm	15-53μm	15-53μm	15-53μm	15-53μm
酸素含有量重量%	≤0.03	≤0.03	≤0.03	≤0.035	≤0.03	≤0.02
窒素含有量重量%	≤0.03	≤0.03	≤0.03	/	≤0.02	≤0.02

南極熊は、国産の金属3Dプリント用粉末の品質がますます向上し、下流での使用が増加していることに気付きました。以前は1回の注文あたり数十キログラムでしたが、現在は1回の注文あたり数百キログラム、さらには数千キログラムになり、出荷量もますます増加しています。特に2020年以降、多くのメーカーが金属3Dプリント用粉末の売上が前年比で1～2倍に増加したと述べています。