CN106984819A - 一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法 - Google Patents

一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106984819A
CN106984819A CN201710119458.2A CN201710119458A CN106984819A CN 106984819 A CN106984819 A CN 106984819A CN 201710119458 A CN201710119458 A CN 201710119458A CN 106984819 A CN106984819 A CN 106984819A
Authority
CN
China
Prior art keywords
injection molding
ti6al4v
feeding
material manufacturing
increasing material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710119458.2A
Other languages
English (en)
Inventor
邓瑞祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Inol Electronic Technology Co Ltd
Original Assignee
Dongguan Inol Electronic Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongguan Inol Electronic Technology Co Ltd filed Critical Dongguan Inol Electronic Technology Co Ltd
Priority to CN201710119458.2A priority Critical patent/CN106984819A/zh
Publication of CN106984819A publication Critical patent/CN106984819A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/115—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by spraying molten metal, i.e. spray sintering, spray casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明涉及一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，其包括以下步骤：1）、选定金属粉末和粘结剂；2）、利用所选定的金属粉末和粘结剂制备喂料；3）、在3D打印机中利用所述喂料直接打印出钛合金零部件；4）、将打印出来的所述钛合金零部件进行脱脂烧结处理。本发明直接采用注射成形喂料进行3D打印钛合金零部件，解决了注射成形技术在注射成形阶段出现的流纹及充填不足等问题，从而使得烧结及后处理后的零部件表面质量好，尺寸精度较高，综合机械性能较强，进一步提高了3D打印技术在航空制造领域的应用。

Description

一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法
技术领域
本发明属于航空制造技术领域，涉及一种钛合金零部件制造方法，尤其涉及一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法。
背景技术
在航空领域中，例如飞机的各种零部件等，通常需要用到钛合金制成的零部件，尤其是Ti6Al4V钛合金零部件。
现有的Ti6Al4V钛合金零部件制造方法，通常是采用Ti6Al4V金属粉末注射成形技术。现有的Ti6Al4V金属粉末注射成形的工艺步骤主要包括：金属粉末与粘结剂的选择，喂料的制备，注射成形，脱脂烧结，后处理。
但是，采用现有的Ti6Al4V金属粉末注射成形技术制备的钛合金零部件，往往在注射成形阶段会出现流纹、充填不均匀等缺陷，在烧结过程会出现严重变形的缺陷，这些缺陷在后处理过程很难解决，因此严重影响零部件的使用。
鉴于现有技术的上述缺陷，迫切需要一种新型的钛合金零部件制造方法。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，该制造方法hide烧结及后处理后的零部件表面质量好，尺寸精度较高，综合机械性能较强。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）、选定金属粉末和粘结剂；
2）、利用所选定的金属粉末和粘结剂制备喂料；
3）、在3D打印机中直接利用所述喂料打印出钛合金零部件；
4）、将打印出来的所述钛合金零部件进行脱脂烧结处理。
进一步地，其中，所述步骤1）中，选定的金属粉末为Ti6Al4V钛合金粉末且其粒径为16-26微米。
更进一步地，其中，所述步骤1）中，选定的粘结剂为塑基粘结剂。
再进一步地，其中，所述塑基粘结剂为POM、PE、EVA、SA和PW的混合物，其中，各成份的质量百分比为：POM 75%-89%；PE 4%-10%；PW 3%-10%P；SA 2%-8%；EVA 1%-10%。
再更进一步地，其中，所述步骤2）具体为将所述金属粉末与所述粘结剂放在密炼机中在190℃下混炼2小时制备出所述喂料。
另一方面，其中，在制备喂料时，所述金属粉末占喂料总重量的60-80%，所述粘结剂占喂料总重量的20-40%。
进一步地，其中，所述步骤4）中，所述脱脂具体为在120℃的脱脂温度下催化脱脂6小时，所述烧结具体为在1200℃的烧结温度下进行真空烧结6-8小时。
更进一步地，其中，在所述步骤2）和步骤3）之间还包括喂料性能检测步骤，所述喂料性能检测包括喂料流动性检测和喂料熔融指数检测。
再进一步地，其中，所述Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法进一步包括：
5）、烧结件性能分析，具体包括分析烧结件的致密度、力学性能、晶相显微组织、收缩率和变形程度。
再更进一步地，其中，所述Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法进一步包括：
6）、烧结件后处理，具体包括烧结件的研磨、喷砂、拉丝和抛光。
与现有的金属粉末注射成形技术相比，本发明的Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法具有如下有益技术效果：本发明直接采用注射成形喂料进行3D打印零部件，解决了注射成形技术在注射成形阶段出现的流纹及充填不足等问题，从而使得烧结及后处理后的零部件表面质量好，尺寸精度较高，综合机械性能较强，进一步提高了3D打印技术在航空制造领域的应用。
附图说明
图1为本发明的Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，实施例的内容不作为对本发明的保护范围的限制。
本发明涉及一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法。在本发明中，所述3D打印增材制造方法包括以下步骤：
首先，选定金属粉末和粘结剂。
要进行3D打印，必须选出合适的原材料来制备喂料。在本发明中，选定的金属粉末为Ti6Al4V钛合金粉末且其粒径为16-26微米。选定的粘结剂为塑基粘结剂。优选地，所述塑基粘结剂为POM、PE、EVA、SA和PW的混合物。其中，各成份的质量百分比为：POM 75%-89%；PE4%-10%；PW 3%-10%P；SA 2%-8%；EVA 1%-10%。选择这种金属粉末和粘结剂，能够确保喂料具有良好的流动性、稳定性和熔融指数，从而确保钛合金构件的性能。
其次，利用所选定的金属粉末和粘结剂制备喂料。
在本发明中，喂料具体为将所述金属粉末与所述粘结剂放在密炼机中在190℃下混炼2小时制备出所述喂料。并且，在制备喂料时，所述金属粉末占喂料总重量的60-80%，所述粘结剂占喂料总重量的20-40%。采用这种制备方法和这种配比的喂料能保证制备的钛合金零部件具有良好的机械性能且能够进行3D打印。
当然，在制备好喂料之后，可以对喂料性能进行检测。所述喂料性能检测包括喂料流动性检测和喂料熔融指数检测。在具体检测时，可以制备喂料性能检测件，通过喂料性能检测件进行喂料的综合性能检测。该部分内容不是本发明的重点所在，故不在此详细描述。
再次，通过喂料性能检测，如果检测出喂料的流动性、稳定性、熔融指数等都符合要求，那么，就可以在3D打印机中直接利用所述喂料打印出钛合金零部件。
由于采用了上述特定的制备方法和特定比例的金属粉末与粘结剂，使得所制得的喂料适合在3D打印机中直接打印。所述3D打印机可以是现有技术中可买到的金属3D打印机。具体所采用的金属3D打印机是现有的，不是本发明的重点所在。通过3D打印，可以解决注射成形技术在注射成形阶段出现的流纹及充填不足等问题。
最后，将打印出来的所述钛合金零部件进行脱脂烧结处理。根据前面所采用的特定材料以及特定的3D打印工艺，在本发明中，所述脱脂具体为在120℃的脱脂温度下催化脱脂6小时。通过这种条件，可以实现良好的脱脂效果。所述烧结具体为在1200℃的烧结温度下进行真空烧结6-8小时。通过这种烧结工艺，可以满足3D打印件的烧结需求，使得烧结后的零部件表面质量好，尺寸精度较高，综合机械性能较强。
此外，在本发明中，与现有技术中相类似，在烧结之后，可以进一步对烧结件的性能进行分析，具体包括分析烧结件的致密度、力学性能、晶相显微组织、收缩率和变形程度。通过对烧结件的性能分析，可以确定烧结件的致密度、力学性能、、晶相显微组织、收缩率和变形程度等是否满足需求，从而有助于判别钛合金零部件的性能，以确保其满足航空领域的需求。
当然，在本发明中，也可以对烧结件进行后处理，具体包括烧结件的研磨、喷砂、拉丝和抛光。通过一系列的后处理，使得钛合金零部件表面质量好，尺寸精度较高，以满足航空领域对钛合金零部件的精度需求。
本发明的Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法直接采用注射成形喂料进行3D打印零部件，解决了注射成形技术在注射成形阶段出现的流纹及充填不足等问题，从而使得烧结及后处理后的零部件表面质量好，尺寸精度较高，综合机械性能较强，进一步提高了3D打印技术在航空制造领域的应用。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）、选定金属粉末和粘结剂；
2）、利用所选定的金属粉末和粘结剂制备喂料；
3）、在3D打印机中直接利用所述喂料打印出钛合金零部件；
4）、将打印出来的所述钛合金零部件进行脱脂烧结处理。
2.根据权利要求1所述的Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，其特征在于，所述步骤1）中，选定的金属粉末为Ti6Al4V钛合金粉末且其粒径为16-26微米。
3.根据权利要求2所述的Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，其特征在于，所述步骤1）中，选定的粘结剂为塑基粘结剂。
4.根据权利要求3所述的Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，其特征在于，所述塑基粘结剂为POM、PE、EVA、SA和PW的混合物，其中，各成份的质量百分比为：POM 75%-89%；PE 4%-10%；PW 3%-10%P；SA 2%-8%；EVA 1%-10%。
5.根据权利要求4所述的Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，其特征在于，所述步骤2）具体为将所述金属粉末与所述粘结剂放在密炼机中在190℃下混炼2小时制备出所述喂料。
6.根据权利要求5所述的Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，其特征在于，在制备喂料时，所述金属粉末占喂料总重量的60-80%，所述粘结剂占喂料总重量的20-40%。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，其特征在于，所述步骤4）中，所述脱脂具体为在120℃的脱脂温度下催化脱脂6小时，所述烧结具体为在1200℃的烧结温度下进行真空烧结6-8小时。
8.根据权利要求7所述的Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，其特征在于，在所述步骤2）和步骤3）之间还包括喂料性能检测步骤，所述喂料性能检测包括喂料流动性检测和喂料熔融指数检测。
9.根据权利要求8所述的Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，其特征在于，进一步包括：
5）、烧结件性能分析，具体包括分析烧结件的致密度、力学性能、晶相显微组织、收缩率和变形程度。
10.根据权利要求9所述的Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法，其特征在于，进一步包括：
6）、烧结件后处理，具体包括烧结件的研磨、喷砂、拉丝和抛光。
CN201710119458.2A 2017-03-02 2017-03-02 一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法 Pending CN106984819A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710119458.2A CN106984819A (zh) 2017-03-02 2017-03-02 一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710119458.2A CN106984819A (zh) 2017-03-02 2017-03-02 一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106984819A true CN106984819A (zh) 2017-07-28

Family

ID=59411510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710119458.2A Pending CN106984819A (zh) 2017-03-02 2017-03-02 一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106984819A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109454226A (zh) * 2018-11-08 2019-03-12 江苏精研科技股份有限公司 一种tc11合金件的制备方法
CN109988390A (zh) * 2019-04-09 2019-07-09 深圳市众德祥科技有限公司 用于大件3d打印的金属粉末注射成型线材及其制备方法
CN111203541A (zh) * 2020-03-06 2020-05-29 江苏精研科技股份有限公司 一种制备多区域复合材料3d打印方法
CN111283184A (zh) * 2020-03-17 2020-06-16 丽水学院 钛合金挤出式间接3d打印方法
CN113798507A (zh) * 2021-08-10 2021-12-17 西安理工大学 一种难熔合金的低温3d打印成形方法
CN114734034A (zh) * 2022-02-18 2022-07-12 深圳市泛海统联精密制造股份有限公司 一种粉末注射成型β型钛合金喂料的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101353561A (zh) * 2008-09-04 2009-01-28 中南大学 粉末注射成形用催化脱脂型粘结剂及其喂料的制备方法
CN103433435A (zh) * 2013-08-13 2013-12-11 苏州欧拉工程技术有限公司 一种钛合金整体叶轮的制造工艺
CN103801695A (zh) * 2014-02-11 2014-05-21 北京科技大学 一种金属料浆3d打印无模注射成形方法
CN105057689A (zh) * 2015-08-19 2015-11-18 山西卓锋钛业有限公司 一种制备3d打印用的超细微球形钛粉的装置及其方法
JP2016211062A (ja) * 2015-05-13 2016-12-15 株式会社ダイヘン 銅合金粉末、積層造形物の製造方法および積層造形物

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101353561A (zh) * 2008-09-04 2009-01-28 中南大学 粉末注射成形用催化脱脂型粘结剂及其喂料的制备方法
CN103433435A (zh) * 2013-08-13 2013-12-11 苏州欧拉工程技术有限公司 一种钛合金整体叶轮的制造工艺
CN103801695A (zh) * 2014-02-11 2014-05-21 北京科技大学 一种金属料浆3d打印无模注射成形方法
JP2016211062A (ja) * 2015-05-13 2016-12-15 株式会社ダイヘン 銅合金粉末、積層造形物の製造方法および積層造形物
CN105057689A (zh) * 2015-08-19 2015-11-18 山西卓锋钛业有限公司 一种制备3d打印用的超细微球形钛粉的装置及其方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109454226A (zh) * 2018-11-08 2019-03-12 江苏精研科技股份有限公司 一种tc11合金件的制备方法
CN109988390A (zh) * 2019-04-09 2019-07-09 深圳市众德祥科技有限公司 用于大件3d打印的金属粉末注射成型线材及其制备方法
CN111203541A (zh) * 2020-03-06 2020-05-29 江苏精研科技股份有限公司 一种制备多区域复合材料3d打印方法
CN111283184A (zh) * 2020-03-17 2020-06-16 丽水学院 钛合金挤出式间接3d打印方法
CN113798507A (zh) * 2021-08-10 2021-12-17 西安理工大学 一种难熔合金的低温3d打印成形方法
CN113798507B (zh) * 2021-08-10 2024-01-12 西安理工大学 一种难熔合金的低温3d打印成形方法
CN114734034A (zh) * 2022-02-18 2022-07-12 深圳市泛海统联精密制造股份有限公司 一种粉末注射成型β型钛合金喂料的制备方法
CN114734034B (zh) * 2022-02-18 2023-09-22 深圳市泛海统联精密制造股份有限公司 一种粉末注射成型β型钛合金喂料的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106984819A (zh) 一种Ti6Al4V注射成形喂料3D打印增材制造方法
Snelling et al. Mechanical and material properties of castings produced via 3D printed molds
KR20160006212A (ko) 서멧, 서멧의 제조 방법 및 절삭 공구
US10570486B2 (en) Cermet, and method for manufacturing same, as well as cutting tool
EP1925383A3 (en) Method of making a sintered body, a powder mixture and a sintered body
CN102434665A (zh) 轻质梯度硬质合金密封环及其制造方法
CN113666753B (zh) 一种基于数字光处理成型技术的仿生人骨及制备方法
CN102808898A (zh) 汽油机曲轴粉末冶金平衡块及其生产方法
EP2684981A3 (en) A coating/repairing process using electrospark with PSP rod
CN106756240A (zh) 一种含钨3d打印用钛基合金材料及其制备方法
CN108072595B (zh) 用wc晶粒截面积粒径分布表征硬质合金组织结构的方法
CN104190913B (zh) 用于细颗粒合金制备的wc混合粉末的生产方法
CN104532040A (zh) 一种硬质合金复合成型方法
CN107501587B (zh) 有机韧芯-无机硬壳复合外壳的制备方法及其应用
CN109680220A (zh) 一种手机卡托的生产工艺及其手机卡托
US20190233923A1 (en) Rod, drill bit body, rod manufacturing method, and drill manufacturing method
JP5893331B2 (ja) Ｎｉ基耐食耐摩耗合金の製造方法
JP7067237B2 (ja) 三次元造形用流動性組成物及び三次元造形物の製造方法
KR101807629B1 (ko) 서멧 공구
CN107058799A (zh) 一种含铼3d打印用钛基合金材料及其制备方法
EP3530381A1 (en) Method for metal powder injection molding
US20160318252A1 (en) Method of Three-Dimensional Printing Using a Multi-Component Build Powder
EP3677402A1 (en) Molding-machine cylinder and method for producing same
CN104907772A (zh) 一种小型suv油箱盖盖面的制备方法
US20190009331A1 (en) Material obtained by compaction and densification of metallic powder(s)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20170728

RJ01 Rejection of invention patent application after publication