[發明專利]一種電子束制備17-4PH馬氏體沉淀不銹鋼的工藝

有效

• 申請號: 202210135974.5
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114570941B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 劉世鋒;屈棟;王巖;魏瑛康;張亮亮;王建勇
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B22F10/64;B22F9/04;B22F9/08;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/42;C22C38/48;B33Y10/00;B33Y40/20;B33Y70/00
• 代理公司: 北京棧橋知識產權代理事務所(普通合伙) 11670
• 代理人: 潘衛鋒

本發明提供了一種電子束制備17?4PH馬氏體沉淀不銹鋼的工藝，屬于金屬快速成型技術領域。包括以下步驟：S1、17?4PH粉末的預處理；S2、三維模型的構建；S3、粉床電子束選區熔化；本發明專門是對制造的17?4PH材料成型工藝上的創新，即基于電子束選區熔化的17?4PH不銹鋼材料增材制造方法，是在高真空條件下高能電子束選區熔化成形，制造的出來的17?4PH不銹鋼材料純凈度高；采用基板的電子束高溫預熱和電子束的快速掃描預熱粉床，實現原位去應力退火和成形組織的均勻化，有效地避免制造過程樣品的開裂、翹曲及分層，特別適合制造復雜幾何形狀的高體積分數顆粒的零部件。

技術領域

本發明屬于金屬快速成型技術領域，具體是一種電子束制備17-4PH馬氏體沉淀不銹鋼的工藝。

背景技術

電子束選區熔化技術，屬于金屬3D打印的主要技術之一，電子束選區熔化技術具有能量利用高、無反射、功率密度高、掃描速度快、真空環境無污染、低殘余應力等優勢，很大程度上簡化了制造工藝，可以制造出不規則形狀的零部件。粉床電子束選區熔化是通過電子槍發射高能電子束的束流來實現的，它的成形工藝主要包括四個部分：粉床鋪粉、粉床預熱、平臺下降、選區熔化，在初始層還需要對基板進行預熱，由于材料的不同，因此基板設置的溫度也不同。

17-4PH合金是沉淀、淬水、馬氏體的不銹鋼，它對大氣及稀釋酸或鹽都具有良好的抗腐蝕能力，它的抗腐蝕能力與304和430一樣。17-4PH通常用于中度耐腐蝕的組合中或超常高強度的應用中。17-4PH易于焊接和進行加工處理，并帶有磁性。該材料廣泛應用于航空航天、船舶、造紙、能源、海洋和食品工業，用于重型機械零部件、軸套、渦輪葉片、聯軸器、螺絲、傳動軸、螺母、測量設備。

隨著17-4PH不銹鋼材料的使用范圍越來越廣泛,但是在其產品在傳統生產的鍛造過程中會使得表層開裂嚴重，鑄坯是通過電渣重熔的方式冶煉出來的,沒有遺留重熔過程中存在的缺陷.鑄坯通過機床進行加工后,在鐓粗過程,拉拔過程中以及壓下過程中都會產生嚴重的裂紋,導致生產不能正常進行.同時傳統生產17-4PH不銹鋼材料的冶煉周期長，以及存在鑄造、鑄錠冶金、粉末冶金組織粗大及凝固組織疏松等問題。

電子束選區熔化金屬技術制備17-4PH不銹鋼材料作為一種最新穎、最前端的成形手段，其獨特的微區熔化、循環熱處理、快速凝固等工藝優勢，克服了鑄造、鑄錠冶金、粉末冶金組織粗大及凝固組織疏松等問題。現有技術中，鮮有利用電子束選區熔化金屬技術制備17-4PH不銹鋼材料的工藝，因此，亟需一種電子束制備17-4PH馬氏體沉淀不銹鋼的工藝。

發明內容

為了能夠解決上述的17-4PH材料制造成型的裂紋缺陷的出現以及生產耗時過長的缺點，本發明專利提供了一種電子束制備17-4PH馬氏體沉淀不銹鋼的工藝。

本發明的技術方案是：一種電子束制備17-4PH馬氏體沉淀不銹鋼的工藝，包括以下步驟：

S1-1、采用水霧化法制備17-4PH粉末，使其粒徑為45-150μm，然后將制備好的17-4PH粉末過160目篩，并收集備用；

S1-2、在60℃的溫度條件下，將過篩后的17-4PH粉末烘干處理30-40min；

S1-3、將經步驟S1-2處理后的17-4PH粉末加入到EBSM設備的粉缸內，設定取粉量為100-110μm，預鋪粉厚度為50-55μm；

S2、三維模型的構建

S2-1、通過Materialise?Magic構建加工工件三維模型，根據預鋪粉的厚度、粉末的飛濺程度以及粉末粒徑進行三維模型的構建；

S2-2、通過SL-EBMBuild?Prepare對所構建的三維模型進行切片處理，獲得切片數據結構，將獲得切片數據進行掃描路徑的規劃并導入粉床電子束選區熔化設備中；

S2-3、對導入的實體模型進行參數的設定；