[發明專利]一種利用廢舊316L不銹鋼粉制備3D打印用金屬基復合粉的方法

有效

• 申請號: 201910988802.0
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN110666155B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 趙占勇;靳楊;白培康;張文達;王建宏;劉斌;李玉新;李曉峰;李忠華;王宇
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B22F1/145
• 分類號: B22F1/145;B22F1/14;B22F1/12;B33Y70/10;C23G1/08;C23C22/24;B22F9/04
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 宋巧蘭

1.一種利用廢舊316L不銹鋼粉制備3D打印用金屬基復合粉的方法，其特征在于，包括廢舊316L不銹鋼粉末的處理，TiC、Si₃N₄、WC的處理，316L不銹鋼復合粉末的制備，具體步驟如下：

1）使用有機溶劑對廢舊316L不銹鋼粉末進行超聲波清洗，然后用無水乙醇對上述316L不銹鋼粉末進行沖洗，最后烘干；

2）使用酸洗液對步驟1）處理后的316L不銹鋼粉末進行酸洗處理，酸洗過程中用玻璃棒不停攪拌，當粉末均呈現白色酸蝕的光潔度時停止酸洗；然后用無水乙醇對316L不銹鋼粉末進行沖洗；

3）使用鈍化液對經過酸洗處理的316L不銹鋼粉末進行鈍化處理，在粉末表面形成均勻致密的鈍化膜；鈍化過程中，使用玻璃棒不斷攪拌，鈍化過程結束后，用無水乙醇對316L不銹鋼粉末進行沖洗，沖洗過程中每隔5min用pH試紙測試一次316L不銹鋼粉末表面的pH值，當pH值為6.5-7.5時停止沖洗，最后烘干；

4）使用充磁機對步驟3）處理后的316L不銹鋼粉末進行磁化處理；

5）使用有機溶劑對TiC、Si₃N₄、WC進行超聲波清洗，然后用無水乙醇對TiC、Si₃N₄、WC進行沖洗，最后烘干；

6）配制316L不銹鋼復合粉末，將上述經過處理的316L不銹鋼粉末和TiC、Si₃N₄、WC陶瓷粉末按比例配制；

7）采用濕法球磨對316L不銹鋼復合粉末進行混合，混合均勻后對316L不銹鋼復合粉末進行烘干和篩選，即得3D打印用金屬基復合粉；

所述步驟2）中酸洗液成分為：HNO₃：20vol%、HF：4vol%、HCl：1vol%，余量為蒸餾水，酸洗過程的溫度保持在15-40℃；

所述步驟3）中鈍化液成分為：HNO₃：5vol%、K₂Cr₂O₇：2-5wt%，余量為蒸餾水，鈍化過程溫度保持在48-60℃之間，時間40-90min；

所述步驟4）中，磁化過程的磁場強度30000-40000GS，工作溫度-20℃-0℃，磁化時間20-40min；

所述步驟6）中316L不銹鋼復合粉末的配制比例為：TiC：1-5wt%，Si₃N₄：1-5wt%，WC：1-5wt%，余量為316L不銹鋼粉末。

2.根據權利要求1所述的利用廢舊316L不銹鋼粉制備3D打印用金屬基復合粉的方法，其特征在于，所述步驟1）和步驟5）中有機溶劑為質量分數為5%的苯甲醇的乙醇溶液。

3.根據權利要求1所述的利用廢舊316L不銹鋼粉制備3D打印用金屬基復合粉的方法，其特征在于，所述TiC、Si₃N₄、WC的粒徑為100nm-500nm，所述316L不銹鋼粉末的粒徑為20-45μm。

4.根據權利要求1所述的利用廢舊316L不銹鋼粉制備3D打印用金屬基復合粉的方法，其特征在于，所述步驟7）中濕法球磨的溶劑選用無水乙醇，無水乙醇的用量為能將復合材料粉末和球磨珠完全浸沒，球磨過程的球料比8:1，轉速100-400r/min，球磨時間8-10h，球磨罐和球磨珠的材質為ZrO₂，球磨珠的直徑15mm，球磨機為行星式球磨機。

5.根據權利要求1所述的利用廢舊316L不銹鋼粉制備3D打印用金屬基復合粉的方法，其特征在于，所述步驟7）中篩選采用振動篩分機，篩選過程重復進行3-10次，篩選過程在氬氣環境中進行。

6.根據權利要求1所述的利用廢舊316L不銹鋼粉制備3D打印用金屬基復合粉的方法，其特征在于，所述步驟1）、3）、5）、7）中烘干采用真空烘干機，烘干溫度50-150℃，烘干時間10-120min。