[发明专利]一种用于3D打印的高强度钢粉末、其制备方法、3D打印方法及制得的高强度钢

说明书

本发明公开了一种用于3D打印的高强度钢粉末、其制备方法、3D打印方法及制得的高强度钢，所述用于3D打印的高强度钢粉末，按质量百分比计，包括，0.15％～0.3％的C、0.4％～0.6％的V、0.8％～1.2％的Ti、0.8％～1.5％的Mo、2.5％～4％的Cr、10％～12％的Ni、12％～15％的Co，余量为Fe。本发明采用激光增材制造所制备的高强度钢，其抗拉强度和延伸率都远高于其他3D打印金属，解决了传统合金3D打印强度低、延伸率差，且拉伸性能和延伸率不能同时提高的难题。

技术领域

本发明属于激光增材制造技术领域，具体涉及到一种用于3D打印的高强度钢粉末、其制备方法、3D打印方法及制得的高强度钢。

背景技术

近年来，随着航空航天、轨道交通等高端领域的不断发展，对一些关键零部件的机械性能提出了越来越高的要求。而高强度钢作为一种比强度较高的结构材料(通常抗拉强度大于1400MPa，屈服强度超过1300MPa)，因其具有较高的弹性模量、高的室温强度、高的刚性模量等在航空航天、轨道交通等关键零部件具有很大的潜在应用。通常，这些零部件采用传统的铸锻扎等方式进行加工，这对于制备一些超细晶组织和复杂零部件来说是一种严峻的挑战。而激光增材制造技术(Additive Manufacturing，AM)由于其接近近净成形以及具有较高的冷速速率，因此对于制备一些超细晶组织和复杂零部件具有不可代替的优势。

但是由于激光增材制造过程并不是一种简单加工方式的改变，由于激光增材制造过程中熔池内存在高的温度梯度和应力梯度，容易使打印过程中产生热裂变形等冶金缺陷的产生。而目前，激光增材制造过程中普遍存在强塑性不能同时提高，目前所报道的增材制造中抗拉强度通常低于1500MPa，延伸率小于10％，远远不能满足高端零部件的需要，因此目前急需开发针对激光增材制造专用的高强钢金属粉末。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的现有钢的激光增材制造存在强塑性低与易裂的问题，提出了本发明。

因此，本发明其中一个目的是，提供一种用于3D打印的高强度钢粉末。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种用于3D打印的高强度钢粉末，按质量百分比计，包括，0.15％～0.3％的C、0.4％～0.6％的V、0.8％～1.2％的Ti、0.8％～1.5％的Mo、2.5％～4％的Cr、10％～12％的Ni、12％～15％的Co，余量为Fe。

作为本发明用于3D打印的高强度钢粉末的一种优选方案，其中：按质量百分比计，包括，0.2％的C、0.5％的V、1.0％的Ti、1.2％的Mo、3％的Cr、11％的Ni、12.5％的Co，余量为Fe。

本发明另一个目的是，提供一种用于3D打印的高强度钢粉末的制备方法，本发明提供了如下技术方案：包括，

配制金属粉末，包括C、V、Ti、Mo、Cr、Ni、Co、Fe，按照如权利要求1或2所述的质量百分比进行配制；

真空熔炼，将所述配制的金属粉末进行真空熔炼；

雾化制粉，经过所述真空熔炼后进行雾化制粉，得到用于3D打印的高强度钢粉末。

作为本发明用于3D打印的高强度钢粉末的制备方法的一种优选方案，其中：所述真空熔炼，熔炼温度为1200～1600℃，炉内气压为0.4～0.7MPa。

作为本发明用于3D打印的高强度钢粉末的制备方法的一种优选方案，其中：所述雾化制粉，为通入惰性气体进行雾化制粉，雾化压力为0.5～8MPa；所述惰性气体为氩气。