[發明專利]用于食品加工機械的3D打印不銹鋼部件及其制備工藝

有效

• 申請號: 202110386259.4
• 申請日: 2021-04-12
• 公開（公告）號: CN113084174B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 張媛;田斌
• 申請（專利權）人: 北京工商大學
• 主分類號: B22F5/00
• 分類號: B22F5/00;B22F10/28;B22F10/60;B22F10/66;B33Y10/00;B33Y40/20;B33Y80/00
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1.用于食品加工機械的3D打印不銹鋼部件的制備工藝，其特征在于，所述不銹鋼部件的表層具有織構，表層無織構區域的表面分散有金屬銅微粒，所述織構內部填充有金屬銅顆粒，所述不銹鋼部件的制備工藝包括以下具體步驟：

（1）3D打印不銹鋼部件：在金屬3D打印設備上，利用選擇性激光熔化工藝，制備表層具有織構的不銹鋼部件； 3D打印不銹鋼部件表層的無織構域的粗糙度Ra的數值不低于5微米；

（2）純銅塊體對磨：將上一步獲得的不銹鋼部件與純銅塊體作為摩擦副，不銹鋼部件表面與純銅塊體接觸表面之間相對滑動摩擦，在摩擦過程中純銅塊體表面的銅材料轉移到所述不銹鋼部件表面上；不銹鋼部件與純銅塊體接觸表面之間的相對滑動摩擦路徑為單一方向的直線或曲線；

（3）表面小直徑壓球沖擊固定處理：采用小直徑壓球，在超聲頻率條件下，對上一步獲得的不銹鋼部件表面進行高載條件下的沖擊處理，對織構內部的金屬銅顆粒進行局部遮擋，對無織構區域的金屬銅微粒進行包裹或半包裹，所述小直徑壓球的沖擊載荷作用線與所述不銹鋼部件表面法線之間的夾角范圍為30-60度；小直徑壓球沖擊過程中，首先對所有織構的邊緣進行沖擊處理；然后再對無織構域進行沖擊處理；

（4）表面大直徑壓球沖擊整形處理：采用大直徑壓球，對上一步處理過的不銹鋼部件表面進行低載條件下的沖擊處理，所述大直徑壓球的沖擊載荷作用線與所述不銹鋼部件表面法線平行，對不銹鋼部件表面的輪廓精細整理和平滑處理。

2.如權利要求1所述的用于食品加工機械的3D打印不銹鋼部件的制備工藝，其特征在于，步驟（1）中所述3D打印不銹鋼部件表層的織構至少為凹坑或線條的一種；所述凹坑的直徑為100-800微米；所述線條的寬度為50-400微米。

3.如權利要求1所述的用于食品加工機械的3D打印不銹鋼部件的制備工藝，其特征在于，步驟（3）中的小直徑壓球的直徑為1-10毫米，所述高載條件中的載荷為300-500 N；步驟（4）中的大直徑壓球的直徑為20-50毫米，所述低載條件中的載荷為50-150 N。

4.如權利要求1所述的用于食品加工機械的3D打印不銹鋼部件的制備工藝，其特征在于，所述金屬銅微粒被所述表層的不銹鋼材料局部包裹或全包裹固定，所述金屬銅顆粒的上方被所述織構邊緣的不銹鋼材料局部遮擋固定，所述金屬銅微粒和金屬銅顆粒的固定均采用機械方式；所述織構至少為凹坑或線條中的一種，所述織構的面密度為5%-20%。

5.如權利要求1所述的用于食品加工機械的3D打印不銹鋼部件的制備工藝，其特征在于，所述表層無織構區域的表面存在金屬銅微粒的厚度不超過3微米。

6.如權利要求1所述的用于食品加工機械的3D打印不銹鋼部件的制備工藝，其特征在于，所述表層存在金屬銅顆粒的織構的厚度為50-200微米。