CN106077620A - 一种用于3d打印的不锈钢金属粉体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用于3D打印用的不锈钢金属粉体，包括不锈钢金属粉基础材料，以及增强剂，其中不锈钢粉体积含量在90～99％，增强剂体体积含量在1～10％，所述增强剂包括石墨烯、碳纤维或碳纳米管；所述不锈钢金属粉的粒径大小范围为1～30微米，石墨烯片尺寸大小为50～500纳米，碳纤维长5～20微米，碳纳米管长50～1000纳米。本发明还提出所述金属粉体的制备方法。利用本发明的制备方法制得的金属粉体，粒度分布窄、球形度高、流动性好，经打印实践验证，打印质量高；制备工艺生产效率高。
Description
技术领域
本发明涉及金属粉体材料制造技术领域，特别涉及一种用于3D打印的不锈钢金属粉体材料及其制备方法。
背景技术
3D打印技术是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”，已成为现代模型、模具和零部件制造的有效手段，在航空航天、汽车摩托车、家电等领域得到了一定应用。3D打印是以计算机3维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。
金属零件3D打印技术是3D打印体系中最为前沿和最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。3D打印金属粉末除需具备良好的可塑性外，还必须满足粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等要求。目前，国内3D打印耗材金属粉末制备难度大、产量小、产品性能低，国外厂家垄断市场，价格昂贵。因此，对3D打印耗材金属粉末制备方法的研究尤为重要。
发明内容
针对目前的3D打印领域的应用需求，本发明的目的是提供一种用于3D打印用的不锈钢金属粉体及其制备方法，粉体的质量高且制备效率较高。
为达到本发明的目的，本发明的一种用于3D打印用的不锈钢金属粉体包括不锈钢金属粉基础材料，以及增强剂，其中不锈钢金属粉体积含量在90～99％，增强剂体体积含量在1～10％，所述增强剂包括石墨烯、碳纤维或碳纳米管；所述不锈钢金属粉的粒径大小范围为1～30微米，石墨烯片尺寸大小为50～500纳米，碳纤维长5～20微米，碳纳米管长50～1000纳米。
本发明的一种用于3D打印用的不锈钢金属粉体的制备方法包括如下步骤：
首先原料粉体混合均匀，其中不锈钢粉体体积含量在90～99％，增强剂体含量在1～10％；
将混合均匀的原料粉体机械合金化处理得到不锈钢复合金属粉体，其中，机械合金化过程中磨球与原料体积比为5：1～15：1，转速为300～800rpm，时间为2～12小时，机械合金化间歇时间为1～2小时；以及
将复合金属粉体通过等离子雾化成型，等离子枪的功率为50～100KW，送粉速度为1～5Kg/h。
利用本发明的制备方法制得的金属粉体，粒度分布窄、球形度高、流动性好，经打印实践验证，打印质量高；制备工艺生产效率高。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。其中：
图1所示为本发明的一种用于3D打印用的不锈钢金属粉体的制备方法流程示意图。
具体实施方式
本发明的一种用于3D打印用的不锈钢金属粉体，包括作为基础材料的不锈钢金属粉以及增强剂，不锈钢金属粉体积含量在90～99％，增强剂体积含量在1～10％，所述增强剂包括石墨烯、碳纤维或碳纳米管；所述不锈钢金属粉的粒径大小范围为1～30微米，石墨烯片尺寸大小为50～500纳米，碳纤维长5～20微米，碳纳米管长50～1000纳米。
参照图1所示的本发明的一种用于3D打印用的不锈钢金属粉体的制备方法流程示意图，所述金属粉体的制备方法包括如下步骤：
首先原料粉体混合均匀，其中不锈钢粉体体积含量在90～99％，增强剂体含量在1～10％；所述增强剂包括石墨烯、碳纤维或碳纳米管；所述不锈钢金属粉的粒径大小范围为1～30微米，石墨烯片尺寸大小为50～500纳米，碳纤维长5～20微米，碳纳米管长50～1000纳米；
然后将混合均匀的原料粉体机械合金化处理得到不锈钢复合金属粉体，即将混合均匀的原料粉体在高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间进行激烈冲击、碰撞，使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂进行粉末颗粒中的原子扩散，从而获得合金化粉末；机械合金化过程中磨球与原料体积比为5：1～15：1，转速为300～800rpm，时间为2～12小时，机械合金化间歇时间为1～2小时；
最后将复合金属粉体通过等离子雾化成型，等离子雾化成型的等离子枪的功率为50～100KW，送粉速度为1～5Kg/h。
利用本发明的制备方法制得的金属粉体，粒度分布窄、球形度高、流动性好，经打印实践验证，打印质量高；制备工艺生产效率高。
本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。
Claims (3)
1.一种用于3D打印用的不锈钢金属粉体，其特征在于，所述不锈钢金属粉体包括不锈钢金属粉基础材料以及增强剂，其中不锈钢粉体积含量在90～99％，增强剂体积含量在1～10％，所述增强剂包括石墨烯、碳纤维或碳纳米管；所述不锈钢粉体的粒径大小范围为1～30微米，石墨烯片尺寸大小为50～500纳米，碳纤维长5～20微米，碳纳米管长50～1000纳米。
2.一种用于3D打印用的不锈钢金属粉体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
首先原料粉体混合均匀，其中不锈钢粉体体积含量在90～99％，增强剂体含量在1～10％；
将混合均匀的原料粉体机械合金化处理得到不锈钢复合金属粉体，其中，机械合金化过程中磨球与原料体积比为5：1～15：1，转速为300～800rpm，时间为2～12小时，机械合金化间歇时间为1～2小时；以及
将复合金属粉体通过等离子雾化成型，等离子雾化成型功率50～100KW，送粉速度为1～5Kg/h。
3.如权利要求2所述的一种用于3D打印用的不锈钢金属粉体的制备方法，其特征在于，所述增强剂包括石墨烯、碳纤维或碳纳米管；所述不锈钢粉体的粒径大小范围为1～30微米，石墨烯片尺寸大小为50～500纳米，碳纤维长5～20微米，碳纳米管长50～1000纳米。
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