[發(fā)明專利]一種不銹鋼3D打印粉料的制備方法及其產(chǎn)品

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911112746.0
• 申請(qǐng)日: 2019-11-14
• 公開（公告）號(hào): CN110669980B
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廖魏魏;郭正啟;潘建;朱德慶;李紫云;梁鐘仁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)湘雅醫(yī)院;中南大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C33/02
• 分類號(hào): C22C33/02;B22F9/08;B22F9/22;B22F1/00;C22C38/16;C22C38/08;C22B7/04;C22B1/24;C22B5/10;C22B15/00;C21B13/00;B33Y70/00
• 代理公司: 長(zhǎng)沙永星專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 43001
• 代理人: 周詠;林毓俊

1.一種不銹鋼3D打印粉料的制備方法，包括以下步驟：

(1)造球+預(yù)熱：將銅冶煉渣、紅土鎳礦和生石灰混勻后造球，得到生球；接著將生球進(jìn)行干燥和預(yù)熱，得到高強(qiáng)度的預(yù)熱球團(tuán)；

(2)預(yù)還原：向步驟(1)中高強(qiáng)度的預(yù)熱球團(tuán)配入還原劑后，在設(shè)定溫度下進(jìn)行還原反應(yīng)，得到熾熱預(yù)還原球團(tuán)；

(3)熔分：將步驟(2)中熾熱的預(yù)還原球團(tuán)和還原劑混合送入礦熱爐中進(jìn)行熔分，使渣鐵分離，并冷卻，獲得含銅、鎳鐵水和熔分渣；

(4)電爐精煉：將步驟(3)所得的含銅、鎳鐵水，送入電爐中進(jìn)行精煉，獲得含銅的不銹鋼液；

(5)水霧化：將步驟(4)所得的抗菌不銹鋼液，在設(shè)定的工作壓力和設(shè)定的水壓下，進(jìn)行霧化，得到球狀的霧化鋼粉；

(6)氫還原：將步驟(5)中霧化鋼粉，在氫氣氣氛下，進(jìn)行還原，還原冷卻后，解碎、篩分和級(jí)配后，得到不銹鋼3D打印粉料；

步驟(1)中，銅冶煉渣、紅土鎳礦和生石灰的質(zhì)量比為(5~7):(0.5~2):(2~3)；步驟（5）中，設(shè)定的工作壓力6~9×10⁶Pa，設(shè)定的水壓為9×10⁴Pa。

2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼3D打印粉料的制備方法，其特征在于，

所述步驟(1)中，銅冶煉渣為經(jīng)過預(yù)處理后的銅渣，預(yù)處理方法為：將銅冶煉渣經(jīng)過球磨和高壓輥磨聯(lián)合處理，使其粒度小于0.074mm占80%以上，比表面積不低于1500cm²/g；紅土鎳礦進(jìn)行球磨至粒度小于0.074mm占80%以上；造球使用中圓盤造球機(jī)，造球時(shí)間為9~15min，造球過程中需要加入水，生球的水分含量為8~11%，生球的粒度為8~16mm；干燥和預(yù)熱時(shí)，生球的料層高度為80~120mm；所述的干燥和預(yù)熱可以鏈篦機(jī)中進(jìn)行也可以在帶式焙燒機(jī)上進(jìn)行；在鏈篦機(jī)中進(jìn)行干燥和預(yù)熱的具體步驟為：在鏈篦機(jī)中200~350℃下干燥3~6min，干燥后再升溫至900~1100℃下預(yù)熱處理10~15min，得到預(yù)熱球團(tuán)；在帶式焙燒機(jī)上進(jìn)行的干燥和預(yù)熱的具體步驟為：生球在帶式焙燒機(jī)上250~350℃下鼓風(fēng)干燥2~3min，然后抽風(fēng)干燥1~3min，隨后升溫至900~1100℃下預(yù)熱10~15min，得到預(yù)熱球團(tuán)。

3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼3D打印粉料的制備方法，其特征在于，

所述步驟（2）中，還原劑為煙煤，煙煤的粒度為5~25mm，還原劑中的碳與預(yù)熱球團(tuán)中鐵的質(zhì)量比為(0.6~1.0):1；設(shè)定溫度為950~1050℃，還原時(shí)間為90~120min。

4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼3D打印粉料的制備方法，其特征在于，

所述步驟（3）中，還原劑為煙煤，煙煤的粒度為5~25mm，還原劑為 預(yù)還原球團(tuán)質(zhì)量的5%~10%；所述熔分溫度為1450~1550℃，熔分時(shí)間為15~30min。

5.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼3D打印粉料的制備方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述精煉在電爐中進(jìn)行，精煉溫度為1550~1600℃，精煉時(shí)間為20~40min。

6.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼3D打印粉料的制備方法，其特征在于，所述步驟（6）中，還原溫度：950℃～1000℃，還原時(shí)間為1～3h，氫氣流量為5～10L/min。

7.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼3D打印粉料的制備方法得到不銹鋼3D打印粉料。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的不銹鋼3D打印粉料，其特征在于，所述的不銹鋼3D打印粉料，各組分的質(zhì)量比為：銅含量1.5%~2.0%，鎳含量0.3~1.8%，雜質(zhì)1%，余量為鐵。

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的不銹鋼3D打印粉料，其特征在于，所述的不銹鋼3D打印粉料的粒度為-0.15mm 100%，松裝密度為2.6~2.8g/cm³，流動(dòng)性為30~35s/50g，壓縮性為7.00~7.25g·cm^-3。