如何控制VIGA法制備金屬3D打印粉末中的氧氮含量

導讀：金屬粉末作為增材制造技術的重要原料，很多參數都對最終3D打印件的性能有直接影響，其中一個非常重要的參數就是金屬粉末的“氧氮含量”。

如果金屬粉末中的氧氮含量增加，會使得增材制造工件的機械性能、物理性能、抗腐蝕性能顯著下降。那么，為避免氧氮含量帶來的不利影響，金屬粉末制備廠家需要在生產各環(huán)節(jié)中嚴格控制金屬粉末的氧氮含量。首先，我們要搞清楚采用VIGA法（真空氣霧化制粉工藝）制備的金屬粉末氧氮的來源有哪些途徑呢？

一、原材料

首先，原材料本身的氧氮含量會帶入產品中，當原材料發(fā)生氧化時或表面不清潔附著有機物時，會導致粉末產品中氧氮含量的增加。

二、VIGA設備密封性

VIGA設備不僅要達到較低的極限真空度，同時也要保持較低的泄露率，以避免空氣進入設備內，從而有效防止在熔煉、霧化高溫過程中氧氮進入產品中。

三、惰性氣體置換次數

熔煉霧化前，需要用惰性氣體將設備內的空氣置換掉，使得設備內氧氮含量控制在較低范圍內，若置換次數不夠可能導致設備內氧氮含量較高，從而在熔煉霧化過程中進入產品中。

四、霧化氣體純度

若惰性氣體不純，含有一定氧氮含量，那么在熔煉、霧化高溫過程中也會導致氧氮進入產品中。

五、霧化后冷卻時間

金屬熔液完全霧化后，形成的粉末進入集粉桶內，此時的粉末還具有較高的溫度，若立即進行拆粉作業(yè)，粉末會與空氣中的氧氮作用從而導致產品的氧氮含量增加。

六、粉末儲存方式

針對一些易氧化的金屬粉末產品，如果不做任何保護直接與空氣接觸，即使在常溫條件下，粉末也會與空氣中的氧氮作用發(fā)生氧化反應，從而導致產品中的氧氮含量增加。

那么國內的金屬粉末廠商在氧氮含量方面的控制做到什么程度了呢？這里我們拿到了一組江蘇威拉里的數據，可以作為參考。

江蘇威拉里作為國內3D打印金屬粉末優(yōu)質供應商，針對以上可能導致金屬粉末產品氧氮增加的各種途徑進行了嚴格把控，并取得良好效果。其VIGA法制備金屬粉末部分產品氧氮含量如下表：

牌號	GH3536	GH4169	GH3625	AlSi10Mg	18Ni300	12Cr9Ni
規(guī)格	15-53μm	15-53μm	15-53μm	15-53μm	15-53μm	15-53μm
氧含量wt%	≤0.03	≤0.03	≤0.03	≤0.035	≤0.03	≤0.02
氮含量wt%	≤0.03	≤0.03	≤0.03	/	≤0.02	≤0.02

南極熊注意到，國產金屬3D打印粉末質量越來越好，下游的用量越來越多，從之前的幾十公斤一單，到現在的幾百公斤甚至上千公斤一單，出貨量也越來越高。特別是2020年以來，不少廠商表示，他們的金屬3D打印粉末銷售量同比增長1到2倍。