[发明专利]一种功能梯度复合柱塞泵柱塞的增材制造方法

说明书

一种功能梯度复合柱塞泵柱塞的增材制造方法，包括步骤：1)、制备第一～五混合粉末、第六粉末；2)、将第一～五混合粉末、第六粉末分别干燥处理；3)、38CrMoaAl棒材进行预处理；4)设置激光3D打印工艺参数：功率为1000W,光斑形状圆形，光斑大小为2mm，搭接率为40％，扫描速度为300mm/min；利用第一混合粉末围绕38CrMoAl棒材进行3D打印第一梯度复合材料层，厚度为5CM；再利用第二～五混合粉末依次熔覆第二～五梯度复合材料层，厚度均为1mm，最后利用第六粉末在第五梯度复合材料层外围继续3D打印第六梯度复合材料层，其厚度为5CM。其制备的柱塞表面耐磨耐腐蚀性能提高，内部具有一定的韧性，并且具有一定的抗冲击性。

技术领域

该发明涉及柱塞泵技术领域，具体是一种功能梯度复合柱塞泵柱塞的增材制造方法。

背景技术

目前，我国人均水资源占有量只有2300m³，仅为世界平均水平的1/4，是世界上人均水资源最短缺的国家之一。每年因缺水造成的经济损失达数千亿元，淡水资源短缺是我国乃至全人类面临的严峻问题。海水淡化是减缓和解决淡水资源匮乏问题的一种有效途径。反渗透海水淡化是目前应用最为广泛的技术。柱塞泵是反渗透海水淡化系统的核心动力组件，其作用在于提供反渗透过程中所需的高压。摩擦副的主要成分是结构钢，当与氯离子等离子接触时会发生氧化还原反应，导致摩擦副表面会发生腐蚀现象，腐蚀的同时也会出现沙粒的磨损以及摩擦副之间的磨损，在长时间的腐蚀和磨损共同作用下，摩擦副表面腐蚀磨损严重，会加剧摩擦副表面的破坏，进而缩短柱塞泵的使用寿命。所以要求柱塞表面需要具有较高的耐腐蚀性能和耐磨性能来提高柱塞的使用寿命，柱塞的内部也需要具有较好的韧性。所以采用激光3D打印的方法来制备具有梯度的复合材料是解决这种问题的一个有效途径，在柱塞泵柱塞合适的部位3D打印合适的材料使其到达在特定的部分具有特定的性能。3D打印梯度复合材料可以达到我们所要求的柱塞的内部要有韧性，柱塞的表面要有耐磨以及耐腐蚀性能。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种功能梯度复合柱塞泵柱塞的增材制造方法，其制备的柱塞表面耐磨耐腐蚀性能提高，内部具有一定的韧性，并且具有一定的抗冲击性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：一种功能梯度复合柱塞泵柱塞的增材制造方法，包括步骤如下：

步骤1)、制备第一混合粉末、第二混合粉末、第三混合粉末、第四混合粉末、第五混合粉末、第六粉末；

所述的第一混合粉末由按照质量百分比95Wt％的Ni25、5Wt％的Mo混合制成；

所述的第二混合粉末由按照质量百分比75Wt％的Ni25、4Wt％的Mo、21Wt％的FeSiBTiAl混合制成；

所述的第三混合粉末由按照质量百分比55Wt％的Ni25、3Wt％的Mo、42Wt％的FeSiBTiAl混合制成；

所述的第四混合粉末由按照质量百分比35Wt％的Ni25、4Wt％的Mo、21Wt％的FeSiBTiAl混合制成；

所述的第五混合粉末由按照质量百分比15Wt％的Ni25、4Wt％的Mo、21Wt％的FeSiBTiAl混合制成；

所述的第六粉末为FeSiBTiAl；

所述的FeSiBTiAl粉末的质量百分比均为：4.08Wt％的B、2.04Wt％的Si、20Wt％的Cr、5Wt％的Al、10Wt％的Ti，Fe为余量；

制备复合粉末时，将原材料混合后放入球磨机中，使复合粉末混合均匀；

步骤2)、将步骤1)制备的第一～五混合粉末、第六粉末分别放入干燥箱中进行分别的干燥处理；

步骤3)、对所需要进行3D打印的38CrMoaAl棒材进行预处理，包括除去38CrMoaAl棒材表面的油污、氧化物以及铁锈杂质；