[發明專利]一種基于3D打印的耐磨耐高溫數控刀具材料及制備方法

在審

• 申請號: 202010034549.8
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN111151761A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 徐淑波;孫海波;張世超;孫化鑫;王瀚林;劉建營;孫星
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;B22F1/00;C22C49/02;C22C49/14;C22C101/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于3D打印的高強度耐磨數控刀具材料及制備方法，其特征在于先將聚乙二醇與乙醇混合，向聚乙二醇-乙醇混合溶液中加入碳化硅晶須與碳化硅納米顆粒并在超聲條件下攪拌，再加入氧化鋁球和燒結助劑燒結并在超聲條件下攪拌，然后加入錳，鉻，石墨烯充分混合后球磨、燒結再球磨得到復合陶瓷粉體，最后進行3D打印成形，具體制備步驟如下：

（1）將聚乙二醇與乙醇按1：1混合，在超聲條件下攪

拌15min得到混合溶液；

（2）向步驟（1）中混合溶液中加入SiC_w15%和SiC_np 5%在超聲條件下攪拌30min；

（3）再加入氧化鋁球64%，燒結助劑1%在超聲條件下攪拌30min；

（4）向步驟（3）混合溶液中加入錳0.5%，鉻15%，石墨烯0.5%在超聲條件下攪拌20min;

（5）將獲得的漿料球磨15h后燒結，之后再球磨15h得到復合陶瓷粉體后進行3D打印。

2.根據權利要求書1所述：一維材料 SiC 晶須( SiCw ) 具有高彈性模量和高抗拉強度等優良特性。

3.根據權利要求書1所述：采用乙醇為分散介質、聚乙二醇為分散劑時，復合陶瓷粉體的分散效果極佳，其機理在于聚乙二醇在乙醇介質中通過空間位阻穩定機制使 SiC 晶須吸附在其分子鏈的錨固基團上，防止 SiC 晶須發生團聚纏繞和重力沉淀；良好的粉體分散效果有助于提高刀具材料的燒結致密度，促進 SiC 晶須優良性能的充分發揮，提高刀具材料的綜合力學性能。

4.根據權利要求書1所述：超聲振動可以在液體中激發強烈的空化效應，隨之產生大量的空化氣泡，空化氣泡的產生和爆破引起微射流的產生，可將液體中的微細顆粒體打散。

5.根據權利要求書1所述：高Cr含量使刀具鋼具有較好的抗熱機疲勞、耐磨損和抗斷裂性能，并延長使用壽命。

6.根據權利要求書1所述：球磨15-20h并燒結，再將燒結物球磨15-20h后獲得的超細復合陶瓷粉末尺寸為50-100μm。

7.根據權利要求書1所述：石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。

8.根據權利要求書1所述：3D打印方法可以根據不同用途打印不同形狀的數控刀具。