總經(jīng)費(fèi)2744萬，歐中科技金屬3D打印粉末材料項(xiàng)目獲批2018年度國家重點(diǎn)研發(fā)計劃

近日，從科技部傳來喜訊，由中國商發(fā)牽頭，歐中科技參與的2018年度國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“增材制造支撐動力裝備復(fù)雜系統(tǒng)構(gòu)件創(chuàng)新設(shè)計、制造和維修全流程優(yōu)化的應(yīng)用示范”獲得立項(xiàng)批復(fù)，項(xiàng)目總經(jīng)費(fèi)2744萬，其中歐中科技牽頭子項(xiàng)目二“增材制造用高性能粉末及材料性能數(shù)據(jù)庫”，負(fù)責(zé)TC4、GH3536及GH4169金屬球形粉末的國產(chǎn)化、粉末表征及粉末數(shù)據(jù)庫的建立。

歐中科技成立于2013年12月，是由西北有色金屬研究院發(fā)起成立的專注于金屬球形粉末制造的高新技術(shù)企業(yè)。公司在國內(nèi)率先開展超高轉(zhuǎn)速等離子旋轉(zhuǎn)電極制粉技術(shù)（SS-PREP）的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化，開發(fā)出鋁及鋁合金、鈦及鈦合金、銅合金、鎳基合金、鈷基合金、特種鋼、TiAl、Ti2AlNb、NiTi等多種類型的金屬球形粉末，廣泛應(yīng)用于激光鋪粉（SLM）、激光送粉（LMD）、電子束鋪粉（EBM）及粉末冶金（PM）等領(lǐng)域。產(chǎn)品照片如圖1所示。

圖 1 歐中科技金屬球形粉末形貌

鈦合金具有優(yōu)良的比強(qiáng)度和生物相容性。近年來，鈦合金的增材制造技術(shù)在國內(nèi)外發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用于航空、航天、航海、醫(yī)療等領(lǐng)域。多年來，由于國內(nèi)鈦合金球形粉末制備技術(shù)的落后，增材制造特別是SLM所需的鈦合金細(xì)粉大量依賴進(jìn)口，嚴(yán)重制約了我國鈦合金增材制造技術(shù)的發(fā)展。

歐中科技采用SS-PREP技術(shù)突破了高品質(zhì)超細(xì)鈦合金球形粉末制備技術(shù)，生產(chǎn)出了球形度良好、基本無空心粉和衛(wèi)星粉、流速優(yōu)良、品質(zhì)穩(wěn)定的超細(xì)鈦合金球形粉末，并采用EOS、SLM Solutions、Arcam等知名設(shè)備制造商的打印設(shè)備成型了不同類型、不同復(fù)雜程度的鈦合金打印部件，成功應(yīng)用于航空、航天重點(diǎn)型號，醫(yī)療植入物等領(lǐng)域。由于離心霧化制備的鈦合金超細(xì)粉基本無空心粉，成形的零部件抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等力學(xué)性能指標(biāo)與國外氣霧化鈦合金粉末打印件性能相當(dāng)，而塑性、斷裂韌性和疲勞性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氣霧化粉末打印件水平，如圖2~4所示。

圖 2 激光選區(qū)熔化（SLM）成形Ti6Al4V的力學(xué)性能

  

圖 3電子束選區(qū)熔化（EBM）成形Ti6Al4V原始態(tài)的金相顯微組織

(a)旋轉(zhuǎn)電極SS-PREP粉末           (b)等離子霧化PA粉末

圖 4電子束選區(qū)熔化（EBM）成形Ti6Al4V的疲勞性能

作為一家研究院所控股的高新技術(shù)企業(yè)，在進(jìn)行大量技術(shù)攻關(guān)和實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破的同時，也特別注重于控制成本，提升產(chǎn)品的市場競爭力。在原材料供給端，實(shí)現(xiàn)了研究院集團(tuán)內(nèi)部鈦合金和高溫合金母材的自給自足，充分控制了原材料的成本，同時可以根據(jù)客戶的特殊需求靈活調(diào)整合金元素的含量；在粉末制備過程，通過調(diào)整轉(zhuǎn)速、棒材直徑等關(guān)鍵參數(shù)，大幅度提高目標(biāo)粉的收得率，充分控制產(chǎn)品成本。

展望未來，歐中科技通過參與國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、科工局進(jìn)口替代等一系列重大專項(xiàng)，逐步實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)金屬球形粉末的國產(chǎn)化，并通過產(chǎn)業(yè)鏈整合和技術(shù)的不斷提升，大幅度提高我國高品質(zhì)金屬球形粉末的性價比，實(shí)現(xiàn)對國外同類型產(chǎn)品的超越。