[發明專利]一種3D打印制備蠕墨鑄鐵材料的方法

在審

• 申請號: 201810026518.0
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108213428A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 盧德宏;宋思宇
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;C22C37/10;B33Y10/00;B33Y70/00
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙) 11531
• 代理人: 李宏偉

本發明公開了一種蠕墨鑄鐵材料制備方法和3D打印技術，具體說是通過3D打印技術制備蠕墨鑄鐵材料成型件，將3D打印技術和蠕墨鑄鐵材料制備工藝相結合，可以生產出結構復雜的成型件，通過控制粉料種類的配比可控制其材料的蠕化率，由于激光熔覆使各個部位受熱均勻，可以保證結構復雜、壁厚不均的成型件各個部位的蠕化率相同，當生產蠕墨鑄鐵材料單件產品時簡單方便，相較于傳統的鑄造工藝節省了制作模具和設計澆注系統結構的成本，更適合蠕墨鑄鐵材料新產品的開發。

技術領域

本發明屬于制備蠕墨鑄鐵材料技術領域，具體涉及一種3D打印制備蠕墨鑄鐵材料的方法。

背景技術

蠕墨鑄鐵是一種性能介于灰鑄鐵和球墨鑄鐵的材料，蠕墨鑄鐵的力學性能高于灰鑄鐵，導熱能力和減震性好于球墨鑄鐵，因此蠕墨鑄鐵材料正逐漸取代灰鑄鐵材料。

然而現有的制備蠕墨鑄鐵材料時目前普遍采用的生產方法是在出鐵時向鐵液中加入蠕化劑和孕育劑，蠕化劑、孕育劑的加入量對蠕化率影響很明顯，造成每批次產品的蠕化率波動較大，降低了產品的合格率；現有的制備蠕墨鑄鐵材料時，由于產品結構復雜、壁厚不均勻，不同的部位對蠕化率的需求存在差異，也會使得關鍵部位的球化率升高，降低了蠕化率，為此本發明提供一種3D打印制備蠕墨鑄鐵材料的方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種3D打印制備蠕墨鑄鐵材料的方法，以解決上述背景技術中提出的現有的制備蠕墨鑄鐵材料時目前普遍采用的生產方法是在出鐵時向鐵液中加入蠕化劑和孕育劑，蠕化劑、孕育劑的加入量對蠕化率影響很明顯，造成每批次產品的蠕化率波動較大，降低了產品的合格率；現有的制備蠕墨鑄鐵材料時，由于產品結構復雜、壁厚不均勻，不同的部位對蠕化率的需求存在差異，也會使得關鍵部位的球化率升高，降低了蠕化率的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種3D打印制備蠕墨鑄鐵材料的方法，所述制備方法如下：

步驟一：將生產蠕墨鑄鐵用的蠕化劑和孕育劑制成粉，并將粒度符合要求的部分篩分出來；

步驟二：將生鐵粉、蠕化劑粉、孕育劑粉按一定比例在行星式球磨機中均勻混合2h，再靜置6h；

步驟三：將步驟二所述的混合均勻的粉進行干燥處理后放入3D打印機料斗中；

步驟四：將待打印產品的程序導入3D打印機并啟動機器，3D打印機鋪粉刮刀在工作臺上鋪設混合粉，激光熔覆混合粉熔化，得到一個層厚的蠕墨鑄鐵材料層；

步驟五：重復步驟四使得完成一層厚的蠕墨鑄鐵材料層下降一個層厚高度，直至獲得整個零部件。

作為本發明的一種優選技術方案，所述生鐵粉的化學成分依次為：C：3.6-3.8％，Si：1.8-2.2％，Mn＜0.2％，P＜0.02％，S＜0.015％。

作為本發明的一種優選技術方案，所述生鐵粉、蠕化劑粉和孕育劑粉為球狀或近似球狀的均勻顆粒。

作為本發明的一種優選技術方案，所述蠕化劑為稀土硅蠕化劑，所述孕育劑為鈣鋇孕育劑；所混入的蠕化劑含量為0.4-0.6％，所混入的孕育劑含量為0.3-0.5％；所述稀土硅蠕化劑中各元素的重量含量依次為RE：21-24％，Si：44％，Mn：2.5％，所述鈣鋇孕育劑中各元素的重量含量依次為Si：65-78％，Ba：3-7％，Al＜1.5，Ca：0.8-2％。

作為本發明的一種優選技術方案，所述制備蠕墨鑄鐵材料的方法采用激光熔融技術。

作為本發明的一種優選技術方案，所述制備蠕墨鑄鐵材料的熔覆過程在氬氣間完成。

作為本發明的一種優選技術方案，所述激光熔覆時激光功率為200-3000W，掃描速度為1-10mm/s，光斑直徑為1-3mm，鋪粉厚度0.5-1mm。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：