[發(fā)明專利]一種利用SLM制備B4

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210085304.7
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114559053B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設計）人: 趙占勇;王建斌;王少偉;白培康;張震;王利卿;李曉峰;王建宏
• 申請（專利權(quán)）人: 中北大學
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B22F9/04;B22F1/14;B22F1/145;B22F1/10;B22F10/64;B33Y10/00;B33Y40/20;B33Y70/10
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務所(普通合伙) 41117
• 代理人: 張鳳姣

本發(fā)明公開了一種利用SLM制備Bsubgt;4/subgt;C/17?4PH高強鋼復合材料的方法，包括以下步驟：（1）17?4PH高強鋼粉末的預處理；（2）B4C粉末的預處理；（3）將預處理得到的17?4PH高強鋼粉末以及B4C粉末混合、球磨，最終制備出B4C粉末在17?4PH粉末中均勻分布的混合粉末；（4）然后按照提前設置好的裝粉模式進行裝粉；（5）裝粉結(jié)束后，進行SLM成型，打印出完整的B4C增強相均勻分布于基體中的B4C/17?4PH復合材料；（6）將SLM成型的B4C/17?4PH復合材料進行固溶時效處理，得到經(jīng)SLM成形固溶時效處理后的B4C增強相均勻分布于基體中的B4C/17?4PH復合材料。與17?4PH高強鋼相比復合材料的抗衰減性、抗腐蝕疲勞性能等綜合性能得到大幅度提高，從而解決了我國在航空航天、軍工、機械設備等領域的發(fā)展要求。

技術領域

本發(fā)明涉及一種利用SLM制備B₄C/17-4PH高強鋼復合材料的方法，屬于金屬基復合材料技術領域。

背景技術

17-4PH高強鋼是馬氏體沉淀硬化型不銹鋼，其特點是抗衰減性能好，抗腐蝕疲勞及抗水滴性能強等，被廣泛應用于航空航天、軍工、海上平臺等領域，但隨著我國科學技術的不斷提升，單一的馬氏體沉淀硬化型不銹鋼材料的性能以很難滿足我國的發(fā)展需求。B₄C作為最常見的增強相之一，添加到基體相中可以起到細晶強化、沉淀強化的作用，進而提高材料的強度、硬度等綜合性能，因此，制備出高性能B₄C/17-4PH復合材料可解決上述問題。當前，制備B₄C/17-4PH高強鋼復合材料的方法有粉末冶金、擠壓成形等，然而，這些方法制備復合材料不僅成本高、工序繁瑣而且很大程度上會影響材料的綜合性能。故需要開發(fā)新穎的制備方法來滿足當前市場需求。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術的不足，實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案為：

一種利用SLM制備B₄C/17-4PH高強鋼復合材料的方法，包括以下步驟：

步驟一：將17-4PH高強鋼粉末均勻分布在十六烷基磺酸鈉水溶液中進行超聲清洗并伴隨磁力攪拌處理，設置清洗溫度為60℃，時間為2～4h，清洗靜置10～30min后，再用單十二烷基磷酸酯三乙醇胺對其進行超聲和磁力攪拌處理，設置處理清洗溫度為60℃，時間為1～3h，然后過濾，最后在烘干，最終得到預處理后的17-4PH高強鋼粉末；

步驟二：將制備好的B₄C粉末冷凍干燥后，然后均勻分布于超級烷醇酸胺中進行超聲清洗并伴隨磁力攪拌處理，設置清洗溫度為60℃，時間為2～4h，清洗后靜置10～30min后，再用脂肪醇聚氧乙烯醚(3)磺基琥珀酸單酯二鈉鹽水溶液中進行超聲清洗伴隨磁力攪拌處理，設置處理溫度為60℃，時間為1～3h，再進行過濾處理，最后烘干，最終得到預處理后的B₄C粉末；

步驟三：將步驟一得到的17-4PH高強鋼粉末以及步驟二得到的B₄C粉末混合并攪拌均勻，再加入一定比例具有?耐沖擊性能高強度快固化含有機硅氰基丙烯酸酯粘結(jié)劑，然后將混合粉末球磨處理，制備出B4C粉末在17-4PH粉末中均勻分布的混合粉末；

步驟四：將步驟三制備B₄C/17-4PH混合粉末作為SLM的原材料，裝入供粉缸中，并設置B₄C/17-4PH混合粉末每層的粉末厚度為30μm～50μm；

步驟五：選區(qū)激光熔化成形復合材料時，刮刀先將頂層的B₄C/17-4PH復合粉末置于成形缸中，高能激光按照切片規(guī)劃路徑熔化復合粉末，重復此操作模式直到最底層的30μm厚度B₄C/17-4PH復合粉末成形結(jié)束，最終，制備出B₄C增強相均勻分布于基體中的B₄C/17-4PH復合材料；