[發明專利]一種3D打印摻雜石墨烯高強鈦合金零部件的制備方法

在審

• 申請號: 202010851616.5
• 申請日: 2020-08-21
• 公開（公告）號: CN112077307A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 楊鑫;孫朝暉;王犇;張兆洋;馬文君;王婉琳
• 申請（專利權）人: 西安理工大學;攀鋼集團研究院有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y70/10
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 寧文濤

1.一種3D打印摻雜石墨烯高強鈦合金零部件的制備方法，其特征在于，具體按以下步驟實施：

步驟1，對純鈦粉進行改性；

步驟2，將經步驟1改性處理后的純鈦粉與球形純鈦粉進行混合；

步驟3，將步驟2得到的混合粉末與平石墨烯粉末混合，得到混合粉；

步驟4，將經步驟3得到的混合粉采用激光選區熔化技術制備沉積態零部件。

2.根據權利要求1所述的一種3D打印摻雜石墨烯高強鈦合金零部件的制備方法，其特征在于，所述步驟1的改性過程具體為：

采用高轉速球磨工藝對純鈦粉進行改性：轉速1200r/min的高速振動球磨機對純鈦粉進行球磨，球料比為5:1，球磨過程中添加占總質量1.5％的硬脂酸，球磨時間15min。

3.根據權利要求1所述的一種3D打印摻雜石墨烯高強鈦合金零部件的制備方法，其特征在于，所述步驟1中純鈦粉為利用氫化脫氫制備的異形純鈦粉。

4.根據權利要求1所述的一種3D打印摻雜石墨烯高強鈦合金零部件的制備方法，其特征在于，所述步驟2中混合前將經步驟1改性處理后的純鈦粉進行篩選，純鈦粉粒徑不大于53μm，然后將篩選后的純鈦粉與球形純鈦粉在QF-WL-4L型全方位行星式球磨機中進行混合，所述球形純鈦粉和改性處理后的純鈦粉混合比例為8:2或7:3。

5.根據權利要求4所述的一種3D打印摻雜石墨烯高強鈦合金零部件的制備方法，其特征在于，所述QF-WL-4L型全方位行星式球磨機的轉速為300r/min，球磨時間3h。

6.根據權利要求4所述的一種3D打印摻雜石墨烯高強鈦合金零部件的制備方法，其特征在于，所述球形純鈦粉的平均粒徑為45μm～150μm。

7.根據權利要求4所述的一種3D打印摻雜石墨烯高強鈦合金零部件的制備方法，其特征在于，所述步驟2中全方位行星式球磨機混合結束后將混合粉放入干燥箱中進行烘干1～1.5h，干燥箱溫度為70℃。

8.根據權利要求1所述的一種3D打印摻雜石墨烯高強鈦合金零部件的制備方法，其特征在于，所述步驟3中將經步驟2得到的混合粉末與石墨烯粉末混合在QF-WL-4L全方位行星式球磨機球磨混合，混合粉末與石墨烯粉末的比例為99:1，石墨烯粉末平均粒徑為3075μm；

球磨罐采用真空球磨罐，球磨過程中加入粉體體積的1.5％的分散劑酒精，磨料為不銹鋼材質的磨珠，球料比為5：1，轉速300r/min，球磨時間3h，并將混合粉體在70℃的烘干箱中烘干2h。

9.根據權利要求1所述的一種3D打印摻雜石墨烯高強鈦合金零部件的制備方法，其特征在于，所述步驟4中激光選區熔化技術的工藝參數為：激光束斑尺寸為45μm～50μm，激光功率為80w～100w，掃描速度為500mm·s^-1～650mm·s^-1，激光掃描方式為棋盤式，預熱溫度為200℃，每層鋪粉厚度為25μm。

10.根據權利要求1所述的一種3D打印摻雜石墨烯高強鈦合金零部件的制備方法，其特征在于，所述步驟4中激光選區熔化技術工作前對激光選區熔化設備沖入氬氣至設備內空氣氧含量小于0.2％。