[发明专利]一种金属基复合3D打印材料及其制备方法

权利要求书

1.一种金属基复合3D打印材料，其特征在于：包括按重量计的如下组分：

铝合金基体 100重量份

单晶蓝宝石晶须 1~50重量份

稳定剂 1~20重量份；

所述铝合金基体的成分包括Al、Fe、Cu、Mn、Mg、Ni、Zn、Pb、Sn、Ti、Si；重量百分比分别为：Al:85-92%，Fe:0.5%，Cu:0.05%，Mn:0.04%，Mg:0.3%，Ni:0.04%，Zn:0.1%，Pb:0.05%，Sn:0.01%，Ti:0.01%，Si:5-12%。

2.根据权利要求1所述的金属基复合3D打印材料，其特征在于：各组分重量份数如下：

铝合金基体 100重量份

单晶蓝宝石晶须 1~30重量份

稳定剂 1~10重量份。

3.根据权利要求1所述的金属基复合3D打印材料，其特征在于：铝合金基体的成分及重量百分比分别为：Al:89.9%，Fe:0.5%，Cu:0.05%，Mn:0.04%，Mg:0.3%，Ni:0.04%，Zn:0.1%，Pb:0.05%，Sn:0.01%，Ti:0.01%，Si:9%。

4.根据权利要求1所述的金属基复合3D打印材料，其特征在于：铝合金基体的成分及重量百分比分别为：Al:88.9%，Fe:0.5%，Cu:0.05%，Mn:0.04%，Mg:0.3%，Ni:0.04%，Zn:0.1%，Pb:0.05%，Sn:0.01%，Ti:0.01%，Si:10%。

5.根据权利要求1所述的金属基复合3D打印材料，其特征在于：所述单晶蓝宝石晶须为直径0.1~0.5μm，长度为5~10μm，密度为4g/cm³，纯度（wt%）为90-99.9%的单晶蓝宝石晶须。

6.根据权利要求1所述的金属基复合3D打印材料，其特征在于：所述稳定剂为Ce₂O₃、Sm₂O₃中的任一种或两者的混合物。

7.一种金属基复合3D打印材料的制备方法，其特征在于：（1）将单晶蓝宝石晶须和稳定剂加入无水乙醇中以500~750r/min搅拌3~15h后，超声分散10~30min；

（2）将分散好的单晶蓝宝石晶须和稳定剂的混合液冷冻干燥得到分散均匀的单晶蓝宝石晶须和稳定剂混合粉末，备用；

（3）母材熔化：将铝合金基体棒材装入坩埚内，置于雾化制粉炉中，在低于0.1Pa的真空下采用中频感应加热基体棒材；

（4）脱气：基体棒材完全熔化后，真空脱气10~15min；

（5）保温：向雾化气氛炉内充入高纯氩气，并在650~800℃温度范围内保温5~10min，得到精炼的母合金熔液；所述高纯氩气纯度为99.999wt%，氧含量低于10ppm；

（6）混合雾化：将熔融的母合金熔液以5~25g/s的流量流经导管流下，用高纯氩气将金属熔液流破碎成细小液滴，同时另外一个导管用1~10g/s的流量将单晶蓝宝石晶须和稳定剂的混合物均匀送至导管口与金属细小液滴混合，经过冷却和凝固形成球形粉末；

（7）筛分：待粉末完全冷却后，在高纯氩气下筛分，筛分粒径在50μm以下的粉末进行真空包装，得到权利要求1-6任一项所述的金属基复合3D打印材料。

8.根据权利要求7所述的金属基复合3D打印材料的制备方法，所述步骤（1）中单晶蓝宝石晶须和稳定剂总质量与无水乙醇的质量比为1:1~10。