一种多孔铌制件的3D打印制造方法

摘要

一种多孔铌制件的3D打印制造方法，本发明首先通过氧化铌粉末的选择性激光烧结（Selective Laser Sintering,SLS），成形出复杂形状氧化物制件；然后将其作为阴极进行熔盐电解脱氧，使氧化铌制件还原为铌制件，同时保留原有形状，从而获得复杂形状多孔铌制件，实现“冶金‑材料‑器件”一体化制造。本发明提供通过廉价氧化铌粉末，即可制造出复杂形状多孔金属铌制件的制造方法，无需模具，具有工艺过程简单易行、形状复杂、成本低、绿色制造的优点。

主权项

一种多孔铌制件的3D打印制造方法，其特征在于包括下述步骤：（1）根据最终所需铌及合金制品成分，选取氧化铌粉末或氧化铌与其他氧化物混合粉末为原料，添加高分子粘结剂粉末，或对氧化铌粉末表面覆粘结剂膜，从而制备出适合SLS成形用的氧化物/粘结剂复合粉末，SLS是选择性激光烧结的简称；采用三维造型软件设计出制件的三维CAD模型，输送到SLS快速成形装备；对送粉机构在金属基板上平铺一层0.1~0.3mm厚度、粒径为10‑100μm的氧化铌粉末；采用激光功率小于或等于50W的CO₂激光器对切片区域的氧化物/粘结剂粉末扫描，进而使该层与前一层牢固结合；以上过程循环往复，进行多层制造，直至整个氧化铌制件成形完毕；（2）将上述氧化铌制件与熔盐电解的其中一电极相连，另外，还接两根石墨棒电极，CaCl₂‑NaCl为电解质，镍坩埚为电解槽，电解槽置于电阻加热炉中；往电解槽中通入氩气，通入的氩气流速控制在1.5‑3L/min，温度升至800~1000℃，将两根石墨降下与熔盐接触，分别接直流电源的阴极和阳极；而氧化铌制件不降下，不与熔盐接触；在2.0V下进行预电解5~30小时，这个过程中氧化铌制件在高温作用下实现脱脂与烧结作用，预电解结束后，将阴极石墨棒上升至熔盐上方；（3）将氧化铌制件接阴极，并将其下降浸入熔盐，在3.1V电压下进行电解，电解20~150小时后，氧化铌制件则变为铌制件，冷却后将其取出、清洗表面熔盐，即获得复杂多孔铌制件。