[发明专利]一种3D打印高耐磨不锈钢材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种3D打印高耐磨不锈钢材料、制备方法及其在制造3D打印模具中的应用。所述3D打印高耐磨不锈钢材料包括以质量百分比计的铬元素10.0‑14.0％，镍元素6.0‑9.0％，钼元素1.0‑3.0％，铝元素0.5‑1.5％，硅元素0‑0.5％，锰元素0‑0.5％，铌元素0‑1.0％，钒元素0‑0.5％，钛元素0‑1.0％，氮元素0‑0.08％，碳元素0.1‑0.3％，其余为铁元素。采用真空熔炼气雾化法将所有原料混合制成3D打印不锈钢金属粉末，即3D打印高耐磨不锈钢材料。本发明材料耐磨性好，耐腐蚀性好、硬度高，在3D打印成型过程中材料变形小、无开裂。

技术领域

本发明涉及一种3D打印不锈钢材料及其成型工艺，属于3D打印技术领域。

背景技术

3D打印为一种先进增材制造技术，具有不受零件复杂程度影响、生产周期短、定制化程度高等的优势。目前，采用3D打印技术生产模具已逐渐展开。3D打印过程中，成型零件温度梯度大，导致零件内部应力大，极易发生变形及开裂。Corrax、17-4PH等沉淀硬化型不锈钢材料，因3D打印应力小，易于成型且热处理工艺简单，被选为3D打印模具钢材料。此类模具钢材料，虽然耐蚀性能佳，但是耐磨性差。模具使用过程中，极易发生磨损，无法满足有高耐磨要求的模具。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种适合3D打印的高耐磨耐腐蚀的可用于制造模具的金属材料。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是：

一种3D打印高耐磨不锈钢材料，其特征在于，包括以质量百分比计的铬元素10.0-14.0％，镍元素6.0-9.0％，钼元素1.0-3.0％，铝元素0.5-1.5％，硅元素0-0.5％，锰元素0-0.5％，铌元素0-1.0％，钒元素0-0.5％，钛元素0-1.0％，氮元素0-0.08％，碳元素0.1-0.3％，其余为铁元素。

优选地，所述铬元素的质量百分比为10.0-12.0％；所述镍元素的质量百分比为7.0-9.0％；所述钼元素的质量百分比为2.0-3.0％。

优选地，所述钒元素的质量百分比为0.2-0.5％。

优选地，所述碳元素的质量百分比为0.15-0.25％。

优选地，所述3D打印高耐磨不锈钢材料为球形粉末状，其粒径分布在15-53μm，氧含量低于1000ppm。

本发明还提供了上述3D打印高耐磨不锈钢材料的制备方法，其特征在于，按比例称取原料，采用真空熔炼气雾化法将所有原料混合制成3D打印不锈钢金属粉末，即3D打印高耐磨不锈钢材料。

优选地，所述真空熔炼气雾化法的工艺参数为：熔炼温度1500-1600℃，真空度3-5Pa，雾化压力3-5MPa。

本发明还提供了上述3D打印高耐磨不锈钢材料在制造3D打印模具中的应用。

优选地，将所述3D打印高耐磨不锈钢材料通过3D打印设备采用条带扫描策略，在基板上完成成型，制成工件；将工件置于马弗炉中在Ar气氛保护条件下热处理。

优选地，所述3D打印设备的工艺参数为：成型功率200-300W，扫描速度600-800mm/s，层厚30-40μm；所述基板的加热温度为100℃，工件成型后空冷。

相比现有技术，本发明材料耐磨性好，耐腐蚀性好、硬度高，在3D打印成型过程中材料变形小、无开裂。

附图说明

图1为本发明提供的3D打印高耐磨不锈钢材料的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例1