一種用于3d打印的不銹鋼金屬粉體及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種用于3D打印用的不銹鋼金屬粉體，包括不銹鋼金屬粉基礎(chǔ)材料，以及增強(qiáng)劑，其中不銹鋼粉體積含量在90～99％，增強(qiáng)劑體體積含量在1～10％，所述增強(qiáng)劑包括石墨烯、碳纖維或碳納米管；所述不銹鋼金屬粉的粒徑大小范圍為1～30微米，石墨烯片尺寸大小為50～500納米，碳纖維長5～20微米，碳納米管長50～1000納米。本發(fā)明還提出所述金屬粉體的制備方法。利用本發(fā)明的制備方法制得的金屬粉體，粒度分布窄、球形度高、流動(dòng)性好，經(jīng)打印實(shí)踐驗(yàn)證，打印質(zhì)量高；制備工藝生產(chǎn)效率高。
【專利說明】
一種用于3D打印的不銹鋼金屬粉體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及金屬粉體材料制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于3D打印的不銹鋼金屬粉體材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)是制造業(yè)領(lǐng)域正在迅速發(fā)展的一項(xiàng)新興技術(shù)，被稱為“具有工業(yè)革命意義的制造技術(shù)”，已成為現(xiàn)代模型、模具和零部件制造的有效手段，在航空航天、汽車摩托車、家電等領(lǐng)域得到了一定應(yīng)用。3D打印是以計(jì)算機(jī)3維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，通過軟件分層離散和數(shù)控成型系統(tǒng)，利用激光束、熱熔噴嘴等方式將金屬粉末、陶瓷粉末、塑料、等特殊材料進(jìn)行逐層堆積黏結(jié)，最終疊加成型，制造出實(shí)體產(chǎn)品。
[0003]金屬零件3D打印技術(shù)是3D打印體系中最為前沿和最有潛力的技術(shù)，是先進(jìn)制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。3D打印金屬粉末除需具備良好的可塑性外，還必須滿足粉末粒徑細(xì)小、粒度分布較窄、球形度高、流動(dòng)性好和松裝密度高等要求。目前，國內(nèi)3D打印耗材金屬粉末制備難度大、產(chǎn)量小、產(chǎn)品性能低，國外廠家壟斷市場，價(jià)格昂貴。因此，對(duì)3D打印耗材金屬粉末制備方法的研究尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)目前的3D打印領(lǐng)域的應(yīng)用需求，本發(fā)明的目的是提供一種用于3D打印用的不銹鋼金屬粉體及其制備方法，粉體的質(zhì)量高且制備效率較高。
[0005]為達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明的一種用于3D打印用的不銹鋼金屬粉體包括不銹鋼金屬粉基礎(chǔ)材料，以及增強(qiáng)劑，其中不銹鋼金屬粉體積含量在90?99 %，增強(qiáng)劑體體積含量在I?10%，所述增強(qiáng)劑包括石墨烯、碳纖維或碳納米管;所述不銹鋼金屬粉的粒徑大小范圍為I?30微米，石墨稀片尺寸大小為50?500納米，碳纖維長5?20微米，碳納米管長50?1000納米。
[0006]本發(fā)明的一種用于3D打印用的不銹鋼金屬粉體的制備方法包括如下步驟:
[0007]首先原料粉體混合均勻，其中不銹鋼粉體體積含量在90?99%，增強(qiáng)劑體含量在I?10% ;
[0008]將混合均勻的原料粉體機(jī)械合金化處理得到不銹鋼復(fù)合金屬粉體，其中，機(jī)械合金化過程中磨球與原料體積比為5:1?15:1，轉(zhuǎn)速為300?800rpm，時(shí)間為2?12小時(shí)，機(jī)械合金化間歇時(shí)間為I?2小時(shí)；以及
[0009]將復(fù)合金屬粉體通過等離子霧化成型，等離子槍的功率為50?100KW，送粉速度為I?5Kg/h。
[0010]利用本發(fā)明的制備方法制得的金屬粉體，粒度分布窄、球形度高、流動(dòng)性好，經(jīng)打印實(shí)踐驗(yàn)證，打印質(zhì)量高;制備工藝生產(chǎn)效率高。
【附圖說明】
[0011]通過下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明前述的和其他的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見。其中:
[0012]圖1所示為本發(fā)明的一種用于3D打印用的不銹鋼金屬粉體的制備方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明的一種用于3D打印用的不銹鋼金屬粉體，包括作為基礎(chǔ)材料的不銹鋼金屬粉以及增強(qiáng)劑，不銹鋼金屬粉體積含量在90?99%，增強(qiáng)劑體積含量在I?10%，所述增強(qiáng)劑包括石墨稀、碳纖維或碳納米管;所述不銹鋼金屬粉的粒徑大小范圍為I?30微米，石墨稀片尺寸大小為50?500納米，碳纖維長5?20微米，碳納米管長50?1000納米。
[0014]參照?qǐng)D1所示的本發(fā)明的一種用于3D打印用的不銹鋼金屬粉體的制備方法流程示意圖，所述金屬粉體的制備方法包括如下步驟:
[0015]首先原料粉體混合均勻，其中不銹鋼粉體體積含量在90?99%，增強(qiáng)劑體含量在I?10%;所述增強(qiáng)劑包括石墨烯、碳纖維或碳納米管;所述不銹鋼金屬粉的粒徑大小范圍為I?30微米，石墨稀片尺寸大小為50?500納米，碳纖維長5?20微米，碳納米管長50?1000納米；
[0016]然后將混合均勻的原料粉體機(jī)械合金化處理得到不銹鋼復(fù)合金屬粉體，即將混合均勻的原料粉體在高能球磨機(jī)中通過粉末顆粒與磨球之間進(jìn)行激烈沖擊、碰撞，使粉末顆粒反復(fù)產(chǎn)生冷焊、斷裂進(jìn)行粉末顆粒中的原子擴(kuò)散，從而獲得合金化粉末;機(jī)械合金化過程中磨球與原料體積比為5:1?15:1，轉(zhuǎn)速為300?800rpm，時(shí)間為2?12小時(shí)，機(jī)械合金化間歇時(shí)間為I?2小時(shí)；
[0017]最后將復(fù)合金屬粉體通過等離子霧化成型，等離子霧化成型的等離子槍的功率為50?100KW，送粉速度為I?5Kg/h。
[0018]利用本發(fā)明的制備方法制得的金屬粉體，粒度分布窄、球形度高、流動(dòng)性好，經(jīng)打印實(shí)踐驗(yàn)證，打印質(zhì)量高;制備工藝生產(chǎn)效率高。
[0019]本發(fā)明并不局限于所述的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神即公開范圍內(nèi)，仍可作一些修正或改變，故本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書限定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于3D打印用的不銹鋼金屬粉體，其特征在于，所述不銹鋼金屬粉體包括不銹鋼金屬粉基礎(chǔ)材料以及增強(qiáng)劑，其中不銹鋼粉體積含量在90?99%，增強(qiáng)劑體積含量在I?10%，所述增強(qiáng)劑包括石墨烯、碳纖維或碳納米管;所述不銹鋼粉體的粒徑大小范圍為I?30微米，石墨稀片尺寸大小為50?500納米，碳纖維長5?20微米，碳納米管長50?1000納米。2.—種用于3D打印用的不銹鋼金屬粉體的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括如下步驟: 首先原料粉體混合均勻，其中不銹鋼粉體體積含量在90?99%，增強(qiáng)劑體含量在I?10% ； 將混合均勻的原料粉體機(jī)械合金化處理得到不銹鋼復(fù)合金屬粉體，其中，機(jī)械合金化過程中磨球與原料體積比為5:1?15:1，轉(zhuǎn)速為300?800rpm，時(shí)間為2?12小時(shí)，機(jī)械合金化間歇時(shí)間為I?2小時(shí)；以及 將復(fù)合金屬粉體通過等離子霧化成型，等離子霧化成型功率50?100KW，送粉速度為I?5Kg/h。3.如權(quán)利要求2所述的一種用于3D打印用的不銹鋼金屬粉體的制備方法，其特征在于，所述增強(qiáng)劑包括石墨烯、碳纖維或碳納米管;所述不銹鋼粉體的粒徑大小范圍為I?30微米，石墨稀片尺寸大小為50?500納米，碳纖維長5?20微米，碳納米管長50?1000納米。
【文檔編號(hào)】B22F1/00GK106077620SQ201610714493
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月24日
【發(fā)明人】劉勇, 翟海平, 翟素萍, 翟華平, 翟世先, 徐華, 江基興, 王慶
【申請(qǐng)人】江蘇星火特鋼有限公司