[发明专利]一种3D打印合金粉末及其制备方法

说明书

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印合金粉末及其制备方法，本发明提供的制备方法，包括以下步骤：将石墨烯、碳化钨粉、钴粉和碳化铬粉混合后球磨，得到混合金属粉末；将所述混合金属粉末进行感应等离子球化处理，得到3D打印合金粉末。本发明提供的所述制备方法中采用石墨烯为碳源，其中石墨烯是以sp²杂化轨道呈蜂巢晶格排列构成的单层二维晶体，每个碳原子通过很强的σ键与其他3个碳原子相连接，这些强的碳‑碳键致使石墨烯片层具有优异的力学性能和结构刚性。同时超薄二维片层结构的石墨烯具有很高的化学活性以及较大的比表面积，提高了反应速率，降低了反应温度，同时缩短了产品的制备周期。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印合金粉末及其制备方法。

背景技术

3D打印是一种通过逐层添加材料获得三维制件的增材制造技术。通常所见的3D打印材料有丝状、粉末状的金属、塑料、陶瓷等。虽然3D打印技术在最近几年获得了飞速的发展，但材料方面的研发相对缓慢，限制了3D打印技术的广泛应用。

现有技术中3D打印合金粉末的制备过程反应温度较高、制备周期长，因此，如何在较低的反应温度、较短的时间内制备3D打印合金粉末，现有技术中还没有更好的解决方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印合金粉末及其制备方法，所述制备方法反应速率高，反应温度低，制备周期短。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种3D打印合金粉末的制备方法，包括以下步骤：

将石墨烯、碳化钨粉、钴粉和碳化铬粉混合后球磨，得到混合金属粉末；

将所述混合金属粉末进行感应等离子球化处理，得到3D打印合金粉末。

优选的，所述石墨烯、碳化钨粉、钴粉和碳化铬粉的质量比为(5.5～6.5)：(80～95)：(5～15)：(0.2～0.5)。

优选的，所述球磨为湿法球磨；

所述湿法球磨的转速为30～36r/min，所述湿法球磨的时间为24～36小时。

优选的，所述混合金属粉末的粒径为200～300目。

优选的，所述球磨后还包括：将所述球磨后的粉料进行筛分和干燥，得到混合金属粉末；所述干燥的温度为90～95℃，所述干燥的时间为2.5～4h。

优选的，所述感应等离子球化处理的离子气气源为Ar和H₂，所述Ar和H₂的体积为比(22～26):1。

优选的，所述感应等离子球化处理的功率为45～60kW。

优选的，所述感应等离子球化处理的送粉率为5～10kg/h。

本发明还提供了所述制备方法制备得到的3D打印合金粉末，所述3D打印合金粉末的粒径为45～105μm。

本发明提供了一种3D打印合金粉末的制备方法，包括以下步骤：将石墨烯、碳化钨粉、钴粉和碳化铬粉混合后球磨，得到混合金属粉末；将所述混合金属粉末进行感应等离子球化处理，得到3D打印合金粉末。本发明提供的所述制备方法中采用石墨烯为碳源，其中石墨烯是以sp²杂化轨道呈蜂巢晶格排列构成的单层二维晶体，每个碳原子通过很强的σ键与其他3个碳原子相连接，这些强的碳-碳键致使石墨烯片层具有优异的力学性能和结构刚性。同时超薄二维片层结构的石墨烯具有很高的化学活性以及较大的比表面积，提高了反应速率，降低了反应温度，缩短了产品的制备周期；同时感应等离子球化处理可以有效的改善粉末的物理和化学特性，主要表现在改善合金粉末的流动性、减小粉末的孔隙率、提高粉末密度、降低粉末的脆性、改善颗粒表面光洁度、提高粉末纯度、精准控制含氧量。