[发明专利]一种3D打印高耐磨不锈钢材料、制备方法及其应用在审
申请号: | 202010226803.4 | 申请日: | 2020-03-27 |
公开(公告)号: | CN111304552A | 公开(公告)日: | 2020-06-19 |
发明(设计)人: | 吴巧巧;于鹏超;王克文;牛洁;张国良 | 申请(专利权)人: | 上海镭镆科技有限公司 |
主分类号: | C22C38/50 | 分类号: | C22C38/50;C22C38/48;C22C38/46;C22C38/44;C22C38/06;C22C38/04;C22C38/02;C22C33/02;B22F9/08;B33Y70/00 |
代理公司: | 上海申汇专利代理有限公司 31001 | 代理人: | 徐俊 |
地址: | 201600 上海市松江*** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 打印 耐磨 不锈钢材料 制备 方法 及其 应用 | ||
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
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