總經費2744萬，歐中科技金屬3D打印粉末材料項目獲批2018年度國家重點研發(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年度國家重點研發(fā)計劃“增材制造支撐動力裝備復雜系統(tǒng)構件創(chuàng)新設計、制造和維修全流程優(yōu)化的應用示范”獲得立項批復，項目總經費2744萬，其中歐中科技牽頭子項目二“增材制造用高性能粉末及材料性能數(shù)據(jù)庫”，負責TC4、GH3536及GH4169金屬球形粉末的國產化、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企業(yè)。公司在國內率先開展超高轉速等離子旋轉電極制粉技術（SS-PREP）的研發(fā)及產業(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）等領域。產品照片如圖1所示。

圖 1 歐中科技金屬球形粉末形貌

鈦合金具有優(yōu)良的比強度和生物相容性。近年來，鈦合金的增材制造技術在國內外發(fā)展迅速，廣泛應用于航空、航天、航海、醫(yī)療等領域。多年來，由于國內鈦合金球形粉末制備技術的落后，增材制造特別是SLM所需的鈦合金細粉大量依賴進口，嚴重制約了我國鈦合金增材制造技術的發(fā)展。

歐中科技采用SS-PREP技術突破了高品質超細鈦合金球形粉末制備技術，生產出了球形度良好、基本無空心粉和衛(wèi)星粉、流速優(yōu)良、品質穩(wěn)定的超細鈦合金球形粉末，并采用EOS、SLM Solutions、Arcam等知名設備制造商的打印設備成型了不同類型、不同復雜程度的鈦合金打印部件，成功應用于航空、航天重點型號，醫(yī)療植入物等領域。由于離心霧化制備的鈦合金超細粉基本無空心粉，成形的零部件抗拉強度、屈服強度等力學性能指標與國外氣霧化鈦合金粉末打印件性能相當，而塑性、斷裂韌性和疲勞性能遠遠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企業(yè)，在進行大量技術攻關和實現(xiàn)技術突破的同時，也特別注重于控制成本，提升產品的市場競爭力。在原材料供給端，實現(xiàn)了研究院集團內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整合金元素的含量；在粉末制備過程，通過調整轉速、棒材直徑等關鍵參數(shù)，大幅度提高目標粉的收得率，充分控制產品成本。

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