[發明專利]一種金屬基金剛石復合材料及其零部件的3D打印制造方法

在審

• 申請號: 201710059263.3
• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106825568A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 楊展;季憲泰;周燕;段隆臣;文世峰;譚松成
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F3/24;C22C26/00;B22F1/00;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 武漢知產時代知識產權代理有限公司42238
• 代理人: 曹雄,郝明琴

1.一種金屬基金剛石復合材料，其特征在于，由以下體積比的原料構成：金剛石2％～30％，其余為金屬粉末；所述金屬粉末的粒徑為15μm～65μm，所述金剛石的品級在SMD₃₀型以上，所述金剛石的粒度為35目～180目。

2.根據權利要求1所述的金屬基金剛石復合材料，其特征在于，所述金屬粉末為鐵-鎳-鈷預合金粉末、釬焊預合金粉末和銅-錫預合金粉末中的一種或多種。

3.一種金屬基金剛石復合材料及其零部件的3D打印制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將金屬粉末與金剛石按2％～30％體積比經球磨機混合均勻；

(2)在計算機上建立零部件的三維模型，并將零部件的三維模型導入到3D打印控制軟件中；

(3)步驟(1)得到的均勻粉料在由3D控制軟件控制的激光選區熔化設備中的基板上成形；

(4)將步驟(3)得到的成形零部件連同基板一并取出，并對成形零部件和基板進行去應力退火處理；

(5)將經過步驟(4)處理的成形零部件和基板進行切割分離，即得到金屬基金剛石復合材料零部件。

4.根據權利要求3所述的金屬基金剛石復合材料及其零部件的3D打印制造方法，其特征在于，所述步驟(2)中，先建立零部件的三維模型，并轉化為STL格式，再導入到3D打印控制軟件中。

5.根據權利要求3所述的金屬基金剛石復合材料及其零部件的3D打印制造方法，其特征在于，所述步驟(3)中，將金剛石與金屬粉末均勻混合后的粉料先送入激光選區熔化設備的送料裝置中，并對成型腔抽真空，通入保護氣體，然后將混合粉料輸送至成型腔的基板上，在基板上成形零部件。

6.根據權利要求3或5所述的金屬基金剛石復合材料及其零部件的3D打印制造方法，其特征在于，所述激光選區熔化設備的成形參數為：激光功率150W～250W，掃描速度200mm/s～1000mm/s，掃描間距0.06mm～0.08mm，鋪粉厚度0.2mm～0.5mm。

7.根據權利要求3所述的金屬基金剛石復合材料及其零部件的3D打印制造方法，其特征在于，所述步驟(4)中，對成形的金屬基金剛石復合材料零部件進行去應力退火處理，以調控其性能，去應力退火處理參數為：退火溫度為200℃～400℃，退火時間為2h～6h。

8.根據權利要求3所述的金屬基金剛石復合材料及其零部件的3D打印制造方法，其特征在于，所述步驟(1)中，金屬粉末與金剛石在保護氣氛中通過球磨機進行機械混料。

9.根據權利要求5或8所述的金屬基金剛石復合材料及其零部件的3D打印制造方法，其特征在于，所述保護氣體為氮氣或氬氣。

10.根據權利要求3所述的金屬基金剛石復合材料及其零部件的3D打印制造方法，其特征在于，所述步驟(4)中，成形零部件和基板通過線切割進行切割分離。