[發明專利]一種3D打印的稀土鎂合金粉體及其制備方法

有效

• 申請號: 202010020969.0
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111172442B
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 王文禮;賀輪;楊鑫
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: C22C23/06
• 分類號: C22C23/06;C22C1/03;B22F9/04;B33Y70/00
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

1.一種3D打印的稀土鎂合金粉體的制備方法，其特征在于，以一級純鎂、純鋅、Mg-30wt％Y中間合金、Mg-30wt％Sm中間合金、Mg-30wt％Zr中間合金為原料，首先用井式坩堝電阻爐，在CO₂和SF₆的混合保護氣氛中，熔鑄得到合金棒體；然后將合金棒體車去表面層后，用砂紙打磨20min，再用無水乙醇擦拭棒體表面，除去表面雜質；并將處理后的合金棒體置于充滿高純氬氣的手套箱中，采用不銹鋼細齒銼刀，以機械研磨的方法制備成稀土鎂合金粉體，最后將機械研磨后的稀土鎂合金粉體再經球磨機球磨，最終得到3D打印的稀土鎂合金粉體，制得該3D打印的稀土鎂合金粉體由以下重量百分比的組分組成：稀土元素Y：3.69％，稀土元素Sm：4.47％，Zn：2.47％，Zr：0.74％，余量為鎂和微量雜質，組分的百分比之和為100％；

所述的合金棒體的熔鑄工藝為：

將一級純鎂錠、純鋅、Mg-30wt％Y中間合金、Mg-30wt％Sm中間合金、Mg-30wt％Zr中間合金在保溫箱內預熱到180℃-200℃，并且在該溫度下保溫20min；同時，將井式坩堝電阻爐的爐溫度升至750℃，持續通入CO₂和SF₆的混合氣體，直至爐膛內空氣充分排出，再將純鎂錠置入爐膛內的坩堝中，待其熔化后將熔液表面的浮渣扒凈，提拉攪拌熔液3min，待熔液液面穩定，爐溫保持在750℃時加入純鋅，立即劇烈攪拌3min，待其完全熔化后，將熔液表面的浮渣扒凈，待爐溫回升到750℃時，加入Mg-30wt％Sm中間合金，并攪拌熔 液3min至Mg-30wt％Sm合金完全熔化，清理熔液液面浮渣，待爐溫回升到750℃時再依次加入Mg-30wt％Y中間合金，其處理方式與加入Mg-30wt％Sm中間合金一致，將爐溫調至780℃，SF₆的氣體流量調至2.4L/min，溫度穩定后加入Mg-30wt％Zr中間合金，并立即扒去熔液表面浮渣，環繞攪拌熔液5min使Mg-30wt％Zr中間合金完全熔化，熔化后再次進行扒渣，待爐膛溫度上升至780℃后保溫靜置25-30min，最后將熔液隨爐冷卻至750℃，準備澆鑄；

澆鑄前對模具進行預熱處理，溫度為200℃，然后將靜置降溫后的熔體在鑄模的澆鑄口平穩澆鑄，同時采用CO₂和SF₆的混合保護氣氛進行保護以防止合金氧化，澆鑄完成后5min后開模取出鎂合金鑄錠并立即進行水冷，得到合金棒體；

所述稀土鎂合金粉體的球磨工藝為：將機械研磨后的稀土鎂合金粉體放在球磨罐中，同時向球磨罐里加入搪瓷球，保證球料比為3：1，將球磨罐密封，打開抽氣閥門，使用真空泵對球磨罐進行抽真空處理，抽氣時間為3min，抽氣速度為1L/min，抽真空結束后，關閉所有閥門；將球磨罐放在行星式球磨機中球磨，設置參數為：球磨時間6h，球磨機轉速為400rad/min，球磨處理后，將所得稀土鎂合金粉末在手套箱中進行篩分，選用200目的篩網，篩分粉末，最終得到3D打印的稀土鎂合金粉體。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的3D打印的稀土鎂合金粉體的粒徑為40μm～70μm，平均粒徑為55μm。