[發明專利]一種采用SLM技術制備石墨烯復合減磨金屬材料的方法

在審

• 申請號: 202111172723.6
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113814415A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 區炳顯;陸瑤;虞浩天;王榮霞;劉文俊
• 申請（專利權）人: 江蘇省特種設備安全監督檢驗研究院
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B33Y10/00;B22F1/00;B33Y70/10;C22C1/05;C22C14/00;C22C21/00
• 代理公司: 南京業騰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32321
• 代理人: 繆友益

1.一種采用SLM技術制備石墨烯復合減磨金屬材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)選用粒徑范圍在20-50um之間的合金粉末，并將選用的合金粉末在100-150℃的烘干箱下干燥至少3h，待合金粉末在室溫下冷卻備用；

(2)將石墨烯研磨呈粉狀后，用300-400目的篩網進行篩粉，剔除掉大顆料；

(3)將上述步驟獲得的冷卻后的合金粉末和篩選后的石墨烯粉末加入混粉中進行混合，形成混合粉末，該混合粉末中石墨烯和合金粉末的比例為1：2-5；

(4)確定減磨金屬材料的三維實體模型，并通過切片軟件對三維實體模型進行切片分層，得到各截面的輪廓數據及填充掃描路徑，由此確定SLM設備的程序文件以及成形工藝參數，將程序文件以及成形工藝參數導入SLM設備；

(5)將步驟(3)獲得的混合粉末均勻鋪平在SLM設備的工作平臺上，抽空成形室空氣，并充入惰性氣體，在成形室的氧氣體積含量小于0.1％時，根據導入SLM設備的程序文件和成形工藝參數，SLM設備開始選區熔化，選區熔化完每層混合粉末后，SLM設備的工作平臺降低一個層厚，再鋪設下一層混合粉末，繼續選區熔化，重復這一過程直至減磨金屬材料堆疊成形。

2.根據權利要求1所述的采用SLM技術制備石墨烯復合減磨金屬材料的方法，其特征在于，步驟(1)中合金粉末為鈦合金或鋁合金粉末。

3.根據權利要求2所述的采用SLM技術制備石墨烯復合減磨金屬材料的方法，其特征在于，步驟(1)中合金粉末為鈦合金時，步驟(3)中混合粉末中石墨烯和鈦合金粉末的比例為1：3-5。

4.根據權利要求2所述的采用SLM技術制備石墨烯復合減磨金屬材料的方法，其特征在于，步驟(1)中合金粉末為鋁合金時，步驟(3)中混合粉末中石墨烯和鋁合金粉末的比例為1：2-4。

5.根據權利要求1所述的采用SLM技術制備石墨烯復合減磨金屬材料的方法，其特征在于，步驟(3)中在混粉時充入保護氣體。

6.根據權利要求5所述的采用SLM技術制備石墨烯復合減磨金屬材料的方法，其特征在于，步驟(3)中混粉時的保護氣體和步驟(5)中向成形室內充入的惰性氣體均為氬氣。

7.根據權利要求1所述的采用SLM技術制備石墨烯復合減磨金屬材料的方法，其特征在于，步驟(3)中兩種粉末在混粉機內混合時長不低于2h。

8.根據權利要求1所述的采用SLM技術制備石墨烯復合減磨金屬材料的方法，其特征在于，步驟(5)中SLM設備的成形工藝參數為：激光掃描速度為900-1200mm/s，激光功率為250-420W；每層鋪粉厚度為0.01-0.04mm，激光掃描間距為0.08-0.15mm。