[发明专利]一种TiB2陶瓷增材的制造方法

说明书

本发明属于材料技术领域，尤其涉及一种TiB₂陶瓷增材的制造方法。本发明提供了一种TiB₂陶瓷增材的制造方法，为:步骤一、Ti球形粉和硼粉球磨后干燥，得Ti‑B混合粉体；步骤二、在惰性保护气或真空氛围中，所述Ti‑B混合粉体经选择性激光熔融打印成型，得产品。本发明提供的技术方案中，利用Ti‑B混合粉体在进行选择性激光熔融打印成型的过程中，同步反应制备复杂形状的TiB₂陶瓷，后续无需再进行烧结和热处理，制备步骤简单；同时，经实验测定可得，所制得的TiB₂陶瓷的相对密度大于95％，硬度为30～35GPa，断裂韧性为8～12MPa·m^1/2，抗弯强度为800～1000MPa。本发明提供了一种TiB₂陶瓷增材的制造方法，用于解决现有技术中，对于复杂形状的TiB₂陶瓷无法实现一次成型的技术缺陷。

技术领域

本发明属于材料技术领域，尤其涉及一种TiB₂陶瓷增材的制造方法。

背景技术

TiB₂陶瓷材料作为一种结构材料，具有优异的力学性能，例如高硬度、高强、耐磨、耐高温、物理化学稳定性等，可广泛应用于结构件、刀具切削、航空航天等方面。然而，正因为其优异的力学性能限制了其加工多样化，对于复杂形状的陶瓷材料依靠传统的加工工艺无法得到。

目前，TiB₂陶瓷成型工艺有:注射成型、注凝成型、压滤成型、压力成型、凝胶注模成型等。但是这些技术难以满足对个性化、精细化、轻量化和复杂化的高端产品快速制造的需求，限制了高性能陶瓷产品的开发与应用。虽然目前增材制造已经应用于陶瓷成型，但是，主要是通过光固化成型、直接挤压成型、喷墨打印、选择性激光烧结等技术实现陶瓷材料的增材制造。对于以上增材制造技术，在成型后都需要下一步热处理。选择性激光熔融技术可以直接通过激光熔化一步成型制备所需形状样品，然而，陶瓷材料通常没有固定熔点或者熔点太高(高于2000℃)，所以，目前还没有直接将陶瓷材料运用选择性激光熔融技术成型。

因此，研发出一种TiB₂陶瓷增材的制造方法，用于解决现有技术中，对于复杂形状的TiB₂陶瓷无法实现一次成型的技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种TiB₂陶瓷增材的制造方法，用于解决现有技术中，对于复杂形状的TiB₂陶瓷无法实现一次成型的技术缺陷。

本发明提供了一种TiB₂陶瓷增材的制造方法，所述制造方法为:

步骤一、Ti球形粉和硼粉球磨后干燥，得Ti-B混合粉体；

步骤二、在惰性保护气或真空氛围中，所述Ti-B混合粉体经选择性激光熔融打印成型，得产品。

优选地，步骤一中，所述Ti球形粉的粒径为10～50μm，所述Ti球形粉的纯度大于99％。

优选地，步骤一中，所述硼粉的粒径小于1μm，所述硼粉的纯度大于99％。

优选地，步骤一中，所述球磨的球磨介质为Si₃N₄，所述球磨的时间为 4～18h。

优选地，步骤一中，以摩尔份计，所述Ti球形粉和硼粉的投料比为1:(2～5)。

优选地，步骤二中，所述惰性保护气为氩气。

优选地，步骤二中，所述选择性激光熔融打印成型的激光强度为 150～550J/mm³。

优选地，步骤二中，所述选择性激光熔融打印成型的激光扫描速率为 100～1200mm/s。