氮化硼喷嘴-解决从雾化到3D打印和熔融金属技术难题的解决方案

粉末冶金具有材料利用率高、单位能耗低、绿色环保等核心工艺优势，是符合未来碳中和方向的技术。

近年来，随着粉末冶金技术的成熟和零件小型化趋势，金属注射成型（MIM）和3D打印（AM）两种新兴工艺路线迅速崛起。

与此同时，优质粉末原料的供应开始成为制约行业发展的一大因素。

小型复杂零件无疑更适合注塑和3D打印（粒径20μm甚至更小），并在航空航天、医疗、电子、军工等高端领域得到越来越多的应用。

因此，制备纯度高、球形度好、粒径小且分布窄、氧含量低的金属粉末成为行业新的关注焦点。这些参数对金属制品的质量有着至关重要的影响。

1.雾化制粉及喷嘴

水雾化、气雾化、油雾化、气水联动雾化、等离子雾化相继发展起来，取代羰基法成为主流。

雾化制粉的关键部件是喷嘴，很大程度上决定了雾化率（细粉产率），进而也决定了生产效率和粉末质量。

业界不断探索对喷嘴的改进，如通过设计改变气体、熔体、液体的流场，提高气液比，控制氧含量等。

喷嘴面临侵蚀、磨损、高温、严重热冲击等严酷工况，其材质决定工艺稳定性和部件寿命。

高纯度氮化硼陶瓷具有优异的耐高温性能，而复合氮化硼陶瓷则略微牺牲了耐高温性能，换取了耐腐蚀、耐磨、抗热冲击等不同方向能力的提升。

复合氮化硼陶瓷喷嘴可以最大程度地减少堵塞和金属蠕变，从而减少喷嘴更换频率。由于氮化硼（BN）的低摩擦系数、光滑的表面光洁度和更严格的公差，使得不同批次之间的颗粒尺寸分布具有可预测性。此外，极强的抗热震性使得氮化硼喷嘴无需大量预热即可使用。

2.3D打印与喷嘴

3D打印与注塑成型最大的区别在于3D打印不需要模具，更有利于个性化、多样化生产。由于没有模具的约束和辅助作用，其生产过程自然更多地取决于打印设备的性能和粉末原料。

喷嘴是决定成品质量的关键部件。只有根据需求选择喷嘴，才能得到满意的效果——最简单的理解就是，如果追求速度，就要放弃精度，选择大喷嘴，如果追求精度，就要放弃速度，选择小喷嘴。

随着金属3D打印技术的发展，氮化硼为金属雾化带来的好处越来越与这些新型3D打印技术相关。

例如，目前一些3D打印厂商正在寻找处理高温熔融金属的方法——高温会对机械部件造成巨大的热应力，从而给打印机设计带来新的挑战；此外，还有对熔融金属液不粘附、不润湿等要求……

氮化硼陶瓷的高抗热震性和低热膨胀系数使其能够承受高热梯度，其高导热性有助于金属沉积后的快速凝固。
不同类型的氮化硼陶瓷雾化性能数据表