[發明專利]一種3D打印金屬材料

在審

• 申請號: 202010450402.7
• 申請日: 2020-05-25
• 公開（公告）號: CN111534709A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 王元飛;王寧;李偉剛
• 申請（專利權）人: 西安昆侖工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: C22C1/03
• 分類號: C22C1/03;C22C1/06;B22F9/04;B33Y70/00
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 徐小淇

本發明涉及3D打印技術領域，一種3D打印金屬材料，其特征在于：所述3D打印金屬材料包括以下組分的主料且各組分的重量份為：Al?Cu合金30?40份、Al?Mn合金25?35份、Si20?30份、Mg15?20份、Ni10?15份、Bi8?13份和Sn5?10份，還包括以下重量份的輔料海藻酸鈉3?8份和硅酸乙酯2?6份。本發明制備的3D打印金屬材料具有良好的力學性能，可以使得3D打印金屬材料的組織性能大大細化，分布的相對均勻，避免了打印出的產品內部大的缺陷，具備良好的氣密性、韌性、可塑性，高溫時能抗氧化，硬度高，導熱性較好，耐磨性較強，制備方法簡單易操作，延長打印出產品的使用壽命。

技術領域

本發明涉及3D打印技術領域，具體為一種3D打印金屬材料。

背景技術

3D打印機又稱三維打印機(3DP)，是一種累積制造技術，即快速成形技術的一種機器，它是一種數字模型文件為基礎，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體。現階段三維打印機被用來制造產品。逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印機的原理是把數據和原料放進3D打印機中，機器會按照程序把產品一層層造出來。3D打印機堆疊薄層的形式有多種多樣。3D打印機與傳統打印機最大的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料，堆疊薄層的形式有多種多樣，可用于打印的介質種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質；

但是現有的3D打印金屬材料的強度和延伸率都比較低，容易出現變形甚至造成打印出的產品斷裂的現象，不能滿足一些需要承受較大動載荷的產品要求，導致打印出產品質量不好，使用壽命較低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種3D打印金屬材料，以解決現有技術中提出的3D打印金屬材料的強度和延伸率都比較低的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種3D打印金屬材料，所述3D打印金屬材料包括以下組分的主料且各組分的重量份為：Al-Cu合金30-40份、Al-Mn合金25-35份、Si20-30份、Mg15-20份、Ni10-15份、Bi8-13份和Sn5-10份，還包括以下重量份的輔料海藻酸鈉3-8份和硅酸乙酯2-6份。

制備所述3D打印金屬材料的方法，包括如下步驟：

步驟一、原料準備：按照上述重量份數準備主料，并對主料的表面油漬和氧化層進行處理；

步驟二、對主料和海藻酸鈉混合并利用粉碎機進行粉碎，將粉碎后的材料采用研磨機加入硅酸乙酯進行研磨得到金屬材料粉末；

步驟三、將金屬材料粉末放入熔煉爐內，將溫度從50-70度開始升溫至800-950度直至原料全部熔化后進行保溫1-2h得到合金液；

步驟四、將合金液的溫度控制在700-720度，向熔煉爐內充入惰性氣體進行除氣3-5分鐘，再加入精煉劑溫度加熱至810-830度進行精煉處理得到金屬材料溶液；

步驟五、將得到的金屬材料溶液降溫至600-650度，在壓鑄機上以0.1-0.2m/s的超低速壓射速度成形為壓鑄件；

步驟六、將壓鑄件冷卻到常溫狀態，并利用球磨機將壓鑄件研磨成粉體，然后對粉體進行低溫烘干得到3D打印金屬材料。

優選的，包括以下重量份的主料，Al-Cu合金35份、Al-Mn合金28份、Si25份、Mg18份、Ni13份、Bi11份和Sn8份。

優選的，包括以下重量份的主料，Al-Cu合金38份、Al-Mn合金30份、Si23份、Mg19份、Ni13份、Bi10份和Sn7份。

優選的，包括以下重量份的主料，Al-Cu合金34份、Al-Mn合金28份、Si23份、Mg16份、Ni12份、Bi9份和Sn8份。