[發(fā)明專(zhuān)利]一種聚合物復(fù)合不銹鋼3D打印材料、制備方法及零件制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010623468.1 | 申請(qǐng)日： | 2020-07-01 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN111940739B | 公開(kāi)（公告）日： | 2023-05-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 張薇;宋慶軍;井琦;于洪陽(yáng);李文平;鄧飛 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 中國(guó)第一汽車(chē)股份有限公司 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | B22F3/20 | 分類(lèi)號(hào)： | B22F3/20;B22F3/105;B22F1/103;B33Y70/10;C22C38/02;C22C38/42;C22C38/48 |
| 代理公司： | 長(zhǎng)春吉大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 22201 | 代理人： | 劉程程 |
| 地址： | 130011 吉林省長(zhǎng)春*** | 國(guó)省代碼： | 吉林;22 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 聚合物 復(fù)合 不銹鋼 打印 材料 制備 方法 零件 | ||
1.聚合物復(fù)合不銹鋼3D打印材料的制備方法，其特征在于：
所述制備方法具體如下：
S1：將不銹鋼粉末與聚合物粘結(jié)劑按體積比1.5:1至1.8:1加熱混合并冷卻至室溫,得到聚合物復(fù)合不銹鋼混合物；
S2：將聚合物復(fù)合不銹鋼混合物擠壓成型為直徑為1.8mm-2.2mm的絲材；所述不銹鋼粉末由以下組分按質(zhì)量百分比混合制成：
Cr：15.6％-17.2％、Ni：5.4％-5.8％、Cu：3.3％-4.8％、Nb：0.17％-0.43％、Si：0.64％-0.66％、Fe：72.71％-73.29％；
所述聚合物粘結(jié)劑由以下組分按質(zhì)量百分比混合制成：
聚甲醛：33.2％-35.5％、低密度聚乙烯5.6％-6.8％、硬脂酸2.1％-2.8％、聚乙二醇14.5％-16.2％、石蠟38.7％-44.6％。
2.如權(quán)利要求1所述聚合物復(fù)合不銹鋼3D打印材料的制備方法，其特征在于：
所述不銹鋼粉末中位粒徑為8μm，松裝密度為40％-50％，振實(shí)密度為50％-80％，粉末顆粒形狀為球形或近球形。
3.如權(quán)利要求1所述聚合物復(fù)合不銹鋼3D打印材料的制備方法，其特征在于：
所述步驟S1中的加熱溫度控制在160℃-180℃，混合時(shí)間為120min-160min。
4.如權(quán)利要求1所述聚合物復(fù)合不銹鋼3D打印材料的制備方法，其特征在于：
所述步驟S2中，采用螺桿擠出機(jī)通過(guò)口模擠出絲材；
擠絲過(guò)程中，螺桿機(jī)加料段溫度為室溫至50℃，壓縮段溫度為100℃-140℃，均化段溫度為140℃-180℃，機(jī)頭及口模段溫度為160-200℃。
5.聚合物復(fù)合不銹鋼3D打印材料，其特征在于：
所述材料為通過(guò)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述制備方法所制備的絲狀材料。
6.一種零件制備方法，其特征在于：
所述制備方法具體如下：
S1’：將權(quán)利要求5所述的絲狀材料纏繞形成卷絲材；
S2’：將卷絲材通過(guò)熱擠出機(jī)的噴嘴加熱熔化，按照目標(biāo)打印零件截面的輪廓進(jìn)行材料擠出、凝固，并與周?chē)牟牧夏Y(jié)，在熱床上逐層疊加獲得目標(biāo)零件的三維綠模；
S3’：將三維綠模脫脂后，進(jìn)行干燥，獲得棕模；
S4’：通過(guò)真空爐燒結(jié)棕模，去除棕模中的高分子聚合物，保留不銹鋼材料，得到不銹鋼目標(biāo)打印零件。
7.如權(quán)利要求6所述一種零件制備方法，其特征在于：
所述步驟S2’中，熱擠出機(jī)噴嘴溫度為210℃-240℃，熱床溫度為90℃-120℃，擠出材料的直徑為0.050mm-0.125mm。
8.如權(quán)利要求6所述一種零件制備方法，其特征在于：
所述步驟S3’中，三維綠模置于脫脂溶劑中脫脂；
所述脫脂溶劑為反-1，2-二氯乙烯溶劑，濃度為90％-100％，脫脂溫度為90℃-110℃，脫脂時(shí)間為24h-48h；
所述步驟S3’中，干燥溫度為40℃-60℃，干燥時(shí)間為4h-8h。
9.如權(quán)利要求6所述一種零件制備方法，其特征在于：
所述步驟S4’中，通過(guò)真空爐燒結(jié)棕模的具體過(guò)程如下：
首先以4℃/min-5℃/min的升溫速率從室溫升溫至300℃-400℃，保溫4h-6h，升溫和保溫期間，向爐內(nèi)通入純氬氣，氬氣的純度為99.999％，氬氣通入流量40L/min-60L/min；
其次以2℃/min-3℃/min的升溫速率升溫至600℃-800℃，保溫4h-6h；
然后以3℃/min-5℃/min的升溫速率升溫至1180℃-1350℃，保溫4h-6h，此階段爐內(nèi)充入氬氣和氫氣按體積百分比混合的混合氣體，其中，氬氣2.9％，氫氣97.1％，混合公差不超過(guò)±10％，氣體流量40L/min-60L/min；
最后以1℃/min-2℃/min的降溫速率降溫至室溫，并隨爐冷卻，降溫階段爐內(nèi)始終充入純氬氣，氬氣的純度為99.999％，氬氣通入流量30L/min-40L/min。
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