CN108941534A - 一种石墨烯强化3d打印用模具钢粉末及其制备方法、应用 - Google Patents

一种石墨烯强化3d打印用模具钢粉末及其制备方法、应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，由以下体积比的原料制成：石墨烯衍生物0.5％～2％，模具钢粉末98％～99.5％。本发明还提供了石墨烯强化3D打印用模具钢粉末的制备方法，步骤如下：将石墨烯衍生物分散到无水乙醇中，超声振荡，得到石墨烯衍生物溶液；将模具钢粉末加入到石墨烯衍生物溶液中，得到混合溶液，然后将混合溶液进行球磨，得到浆料；加热浆料，边加热边搅拌至浆料呈半干状态；将半干的浆料彻底烘干，即得到石墨烯强化3D打印用模具钢粉末。本发明采用乙醇溶液分散和球磨两步法，能有效地破坏团聚石墨烯间的范德华力，而不破坏模具钢的铁基体，最终获得混合均匀、形成良好结合界面的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末。

Description

一种石墨烯强化3D打印用模具钢粉末及其制备方法、应用
技术领域
本发明涉及粉末冶金和增材制造技术领域，尤其涉及一种石墨烯强化3D打印用模具钢粉末及其制备方法、应用。
背景技术
模具在制造业中起着支撑的关键作用，模具技术的发展，也是产品制造技术的发展。随着工业发展对模具功能要求的多样化，模具的结构设计也越来越复杂化。基于模具复杂冷却结构设计的独特性、难于加工制造以及快速生产的要求，目前，以SLM(selectivelaser melting，激光选区熔化)技术为代表的快速制造技术能够快速成形结构复杂的金属模具，已成为该领域的研究热点。钢作为应用最广泛的模具材料，按模具种类又可分为冷作模具钢、热作模具钢和注塑模具钢。
模具技术的高速发展，对模具钢的性能要求日益严苛。一方面，对模具钢材质的导热性能提出很高的要求，模具注塑成型工艺中冷却阶段是最核心的阶段，冷却的效果不仅决定着注塑模的性能和制造成本，而且也直接影响注塑件的生产质量与生产效率；另一方面，模具的使用寿命很大程度上决定于模具硬度的大小，良好的硬度可以保证注塑模具在注塑过程中磨损较小，延长模具报废时间，增大模具使用寿命；冲压热作模具工作时受到很强的冲击载荷作用，对自身材质的强硬度提出很高的要求。除此之外，塑料模具长期承受热交变负荷和摩擦,摩擦性和韧性不够必然会出现开裂，提高钢材质的耐磨性和韧性也极为重要。传统模具钢已不能很好的满足这些性能要求。
石墨烯(Graphene，Gr)具有二维六方网环的蜂窝状晶体结构，其理论厚度约为0.35nm。Gr的室温热导率约为5000W/(m·k)，高于CNTs(3000W/(m·k))，是常见金属(如Cu、Ag、Au等)的10倍以上，石墨烯具有优异的热导性和低的热胀系数，将石墨烯添加到金属中能够显著提高它们的热导率，降低热胀系数。Gr具有优异的力学性能，其抗拉强度和弹性模量分别高达130GPa和1.1TPa。Gr增强金属基纳米复合材料具有良好的力学、导热导电、耐磨损等性能，在诸多工业领域均有广阔的应用前景。例如研究者利用高能球磨将厚度约3.5nm的石墨烯纳米片(Graphene Nanoplatelets,GNPs)添加到粒径为15～20μm的纯Cu粉末中，然后将混合粉末预压成形，在800℃、40MPa下热压烧结15min，得到GNPs/Cu复合材料。目前，Gr及其衍生物增强金属基复合材料的基体主要为Al、Mg、Ti、Ni、Cu等金属及合金，Gr及其衍生物增强铁基(钢)复合材料的研究甚少，应用前景广阔；同时，通常采用的高能球磨混粉工艺，球对混合粉末产生持续猛烈撞击作用，对金属粉末产生反复的挤压、冷焊以及断裂，可能破坏Gr的骨架结构，引入高浓度缺陷，从而降低其力学性能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种石墨烯分散均匀的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，还提供了一种石墨烯强化3D打印用模具钢粉末的制备方法，该制备方法能够消除石墨烯团聚现象，还提供了石墨烯强化3D打印用模具钢粉末在制造石墨烯增强型模具钢材料零件上的应用。
本发明提供一种石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，由以下体积比的原料制成：石墨烯衍生物0.5％～2％，模具钢粉末98％～99.5％。
进一步地，由以下体积比的原料制成：石墨烯衍生物1％，模具钢粉末99％。
进一步地，所述石墨烯衍生物的粒径为0.5～20μm，厚度为5～25nm，纯度不小于98.9％，所述模具刚粉末的粒径为8～45μm，平均粒径为20～35μm。
进一步地，所述石墨烯衍生物选择多层石墨烯、石墨烯纳米片、石墨纳米纤维、还原氧化石墨烯中的一种或多种，所述模具刚粉末选择注塑模具钢粉末、热作模具钢粉末、不锈钢粉末中的一种或多种。
本发明提供一种上述石墨烯强化3D打印用模具钢粉末的制备方法，包括以下步骤：
S101，将石墨烯衍生物分散到无水乙醇中，超声振荡，得到石墨烯衍生物溶液；
S102，将模具钢粉末加入到石墨烯衍生物溶液中，得到混合溶液，然后将混合溶液进行球磨，得到浆料；
S103，加热浆料，边加热边搅拌至浆料呈半干状态；
S104，将半干的浆料彻底烘干，即得到石墨烯强化3D打印用模具钢粉末。
进一步地，步骤S2中，利用球磨罐进行球磨，球磨的时间为2.5h,转速为350r/min，球料质量比为40:1，球径比为5:4:3，球磨过程在氩气气氛保护下进行。
进一步地，步骤S3中，利用水浴锅对浆料进行水浴加热，水浴锅的温度设置为80℃，所述浆料呈半干状态的判断标准为浆料中的含水率为5％～20％。
本发明还提供一种石墨烯强化3D打印用模具钢粉末或利用上述制备方法制备的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末的应用，利用所述石墨烯强化3D打印用模具钢粉末通过激光选区熔化技术能够制造石墨烯增强型模具钢材料零件，所述石墨烯增强型模具钢材料零件的制造方法为：
S201，利用计算机建立所需打印零件的CAD三维模型，然后将CAD三维模型进行切片分层处理，获得打印零件的切片数据，之后将所述切片数据导入激光选区熔化设备；
S202，将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末送入激光选区熔化设备的送料装置中，根据打印零件的切片数据在激光选区熔化设备的成形腔的基板上将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末加工成形；
S203，将步骤S202加工得到的成形零件和基板一并取出，然后对成形零件和基板进行去应力退火处理，之后将成形零件和基板进行切割分离，即得到石墨烯增强型模具钢材料零件。
进一步地，步骤S201中，在CAD三维模型的底部构造一个支架，然后将CAD三维模型和支架转变为STL数据格式，再将CAD三维模型和支架一同进行切片分层处理；步骤S202中，先设计扫描路径，再把石墨烯强化3D打印用模具钢粉末送入激光选区熔化设备的送料装置中，对成形腔抽真空，通入保护气，然后将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末输送至成形腔的基板上，加工出单层，并将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末逐层叠加，最终在基板上成形零件；步骤S203中，去应力退火处理使用的设备为SX2-4-H型高温马弗炉，去应力退火处理的退火温度为450℃～600℃，退火时间为2h～5h。
进一步地，所述激光选区熔化设备的成形参数为：激光功率120W～350W，扫描速度400mm/s～1000mm/s，扫描间距0.06mm～0.08mm，铺粉厚度0.02mm～0.035mm。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
(1)本发明提供的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末通过添加石墨烯衍生物使得传统模具钢材料具备更高的强硬度、更优的导热性能以及耐磨性；
(2)本发明采用乙醇溶液分散和球磨两步法制得石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，能有效地破坏团聚石墨烯间的范德华力，而不破坏模具钢的铁基体，石墨烯衍生物保留了良好的原始结构，最终获得混合均匀、形成良好结合界面的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，复合材料的硬度显著增加，强化了复合材料的性能；
(3)本发明独创性地利用激光选区熔化技术来成形石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，可以快速成形具有复杂冷却流道结构的模具钢注塑模具及各类模具钢零部件，避免了传统去材加工繁琐的加工工序，具有效率高、精度高、周期短、成本低、材料利用率高的特点，为短工艺流程内制造出高硬度和髙耐磨性的模具产品提供新手段。
附图说明
图1是本发明一种石墨烯强化3D打印用模具钢粉末的制备方法的流程示意图。
图2是利用本发明的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末制造零件的过程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
本发明的实施例提供了一种石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，由以下体积比的原料制成：石墨烯衍生物0.5％～2％，模具钢粉末98％～99.5％。
其中，石墨烯衍生物具有一定的皱叠状，部分出现团聚现象，其粒径为0.5～20μm，厚度为5～25nm，纯度不小于98.9％，石墨烯衍生物可以选择多层石墨烯(multi-layergraphene,MLG)、石墨烯纳米片(Graphene Nanoplates，GNPs)、石墨纳米纤维(Graphenenanofibers,GNFs)、还原氧化石墨烯(reduced oxide of graphenes，RGO)中的一种或多种，石墨烯衍生物具有低膨胀系数、超高的抗拉强度、大比表面积的二维纳米结构、在基体中能均匀分布且与基体保持良好的结合的优点，使得石墨烯衍生物能够对模具钢复合材料产生明显的强化效果，其强化效果主要来源于位错增值，结合面处晶格畸变，枝晶细化，位错绕过阻力，裂纹扩展受阻，载荷转移等，随着石墨烯衍生物添加量的增多，复合材料的屈服强度、抗拉强度、弹性模量和维氏硬度显著增加；复合材料的摩擦系数和磨损率分别随石墨烯衍生物添加量的增加而减小，磨损抵抗力随石墨烯衍生物添加量的增加而明显提高。
模具刚粉末为球形或近球形，模具钢粉末的粒径为8～45μm，平均粒径为20～35μm，模具刚粉末可以选择注塑模具钢粉末、热作模具钢粉末、不锈钢粉末中的一种或多种。
本发明的实施例提供的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末通过对原料进行乙醇溶液分散和球磨两步法制得，参考图1，本发明的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末的制备方法具体包括以下步骤：
步骤S101，将体积分数为0.5％～2％的石墨烯衍生物分散到无水乙醇中，超声振荡，得到石墨烯衍生物溶液；
步骤S102，将体积分数为98％～99.5％的模具钢粉末加入到石墨烯衍生物溶液中，得到混合溶液，然后将混合溶液进行球磨，得到浆料；
步骤S103，加热浆料，边加热边搅拌至浆料呈半干状态，浆料呈半干状态的判断标准为浆料中的含水率为5％～20％；实验过程中，随着加热和搅拌过程的进行，浆料中的水分不断蒸发，直至呈现出黑色糊状的粘稠混合物状态；
步骤S104，将半干的浆料彻底烘干，即得到石墨烯强化3D打印用模具钢粉末。
利用本发明的实施例提供的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末通过激光选区熔化技术能够制造石墨烯增强型模具钢材料零件。
参考图2，利用石墨烯强化3D打印用模具钢粉末制造石墨烯增强型模具钢材料零件的过程为：
步骤S201，利用计算机建立所需打印零件的CAD三维模型，并在CAD三维模型的底部构造一个支架，然后将该CAD三维模型和支架转变为STL(stereolithography，光固化立体造型术)数据格式，再将CAD三维模型和支架一同进行切片分层处理，获得打印零件的切片数据，之后将切片数据导入激光选区熔化(Selective laser melting，SLM)设备；
步骤S202，将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末送入激光选区熔化设备的送料装置中，根据打印零件的切片数据在激光选区熔化设备的成形腔的基板上将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末加工成形；激光选区熔化设备的成形参数为：激光功率120W～350W，扫描速度400mm/s～1000mm/s，扫描间距0.06mm～0.08mm，铺粉厚度0.02mm～0.035mm；
步骤S203，将步骤S202加工得到的成形零件和基板一并取出，然后对成形零件和基板进行去应力退火处理，退火温度为450℃～600℃，退火时间为2h～5h，之后将成形零件和基板进行切割分离，即得到石墨烯增强型模具钢材料零件。
下面结合实施例对本发明提供的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末及其制备方法、应用进行详细说明。
实施例1：
将体积分数为1％的石墨烯纳米片分散到无水乙醇中，在超声波清洗器中超声振荡1h，得到黑色的石墨烯纳米片溶液；将体积分数为99％的S136注塑模具钢粉末加入到石墨烯纳米片溶液中，得到混合溶液，然后将混合溶液封装在球磨罐中以350r/min的转速球磨2.5h，球料质量比为40:1，球径比为5:4:3，球磨过程在氩气气氛保护下进行，以防止粉体被氧化，球磨过程结束后得到浆料；将浆料倒入烧杯，移入水浴锅中水浴加热，水浴锅的温度设置为恒温80℃，边加热边机械搅拌，当烧杯内剩余少量液体时即可停止搅拌和加热，静置几分钟后，倒掉上层清液；将烧杯转移至真空烘干箱中彻底干燥使浆料的含水率为0％,即得到石墨烯强化3D打印用模具钢粉末。
实施例1使用的S136注塑模具钢粉末的粒径整体呈正态分布，主要分布在18-30μm之间，平均粒径为25.2μm，硬度为55±5HRC，抗拉强度为1782±320N/mm2；伸长率为10±2(％)，其化学成分见表1：
表1 S136注塑模具钢粉末的化学成分含量
化学成分 Si Mn Cr V C O P S Fe
含量/(wt.％) 0.96 0.98 13.55 0.4 0.29 0.078 0.01 - 余量
S136注塑模具钢粉末的物理性质见表2：
表2 S136注塑模具钢粉末的物理性质
温度℃ 20 200 400
密度Kf/m3 7850 7800 7700
弹性系数N/mm2 216×103 211×103 191×103
热膨胀系数自20℃起 - 11×106 11.4×106
热传导系数W/m℃ 16.5 21.5 23.5
比热J/kg℃ 461 - -
利用实施例1制得的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末制造零件的过程为：
利用计算机绘图软件建立所需打印零件的CAD三维模型，并在CAD三维模型的底部构造一个支架，然后将该CAD三维模型和支架转变为STL数据格式，再将CAD三维模型和支架一同进行切片分层处理，获得打印零件的切片数据，之后将切片数据导入激光选区熔化设备；先设计扫描路径，再将实施例1制得的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末送入激光选区熔化设备的送料装置中，对成形腔抽真空，通入氩气保护气，然后将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末输送至成形腔的基板上，根据切片数据加工出单层，并将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末逐层叠加，最终在基板上成形零件，激光选区熔化设备的成形参数为：激光功率120W，扫描速度1000mm/s，扫描间距0.08mm，铺粉厚度0.02mm，铺粉厚度应与选用的石墨烯纳米片的粒度相对应；将加工得到的成形零件和基板一并取出，然后利用SX2-4-H型高温马弗炉对成形零件和基板进行去应力退火处理以消除微裂纹等缺陷，退火温度为500℃，退火时间为4h，之后将成形零件和基板进行线切割分离，即得到石墨烯增强型模具钢材料零件。
实施例2：
将体积分数为1.5％的石墨纳米纤维分散到无水乙醇中，在超声波清洗器中超声振荡1h，得到黑色的石墨纳米纤维溶液；将体积分数为98.5％的H13热作模具粉末加入到石墨纳米纤维溶液中，得到混合溶液，然后将混合溶液封装在球磨罐中以350r/min的转速球磨2.5h，球料质量比为40:1，球径比为5:4:3，球磨过程在氩气气氛保护下进行，以防止粉体被氧化，球磨过程结束后得到浆料；将浆料倒入烧杯，移入水浴锅中水浴加热，水浴锅的温度设置为恒温80℃，边加热边机械搅拌，当烧杯内剩余少量液体时即可停止搅拌和加热，静置几分钟后，倒掉上层清液；将烧杯转移至真空烘干箱中彻底干燥使浆料的含水率为0％,即得到石墨烯强化3D打印用模具钢粉末。
实施例2使用的H13热作模具粉末的粒径分布在15μm－45μm之间，密度为7.8g/cm3，弹性模量E为210000Mpa，其化学成分见表3：
表3 H13热作模具粉末的化学成分含量
化学成分 C Si V Cr Mn P S Fe
含量/(wt.％) 0.42 1.12 1.07 5.60 1.38 ≤0.02 ≤0.02 余量
利用实施例2制得的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末制造零件的过程为：
利用计算机绘图软件建立所需打印零件的CAD三维模型，并在CAD三维模型的底部构造一个支架，然后将该CAD三维模型和支架转变为STL数据格式，再将CAD三维模型和支架一同进行切片分层处理，获得打印零件的切片数据，之后将切片数据导入激光选区熔化设备；先设计扫描路径，再将实施例2制得的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末送入激光选区熔化设备的送料装置中，对成形腔抽真空，通入氩气保护气，然后将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末输送至成形腔的基板上，根据切片数据加工出单层，并将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末逐层叠加，最终在基板上成形零件，激光选区熔化设备的成形参数为：激光功率250W，扫描速度700mm/s，扫描间距0.07mm，铺粉厚度0.03mm，铺粉厚度应与选用的石墨纳米纤维的粒度相对应；将加工得到的成形零件和基板一并取出，然后利用SX2-4-H型高温马弗炉对成形零件和基板进行去应力退火处理以消除微裂纹等缺陷，退火温度为550℃，退火时间为4h，之后将成形零件和基板进行线切割分离，即得到石墨烯增强型模具钢材料零件。
实施例3：
将体积分数为0.6％的还原氧化石墨烯分散到无水乙醇中，在超声波清洗器中超声振荡1h，得到黑色的还原氧化石墨烯溶液；将体积分数为99.4％的AISI420不锈钢粉末加入到还原氧化石墨烯溶液中，得到混合溶液，然后将混合溶液封装在球磨罐中以350r/min的转速球磨2.5h，球料质量比为40:1，球径比为5:4:3，球磨过程在氩气气氛保护下进行，以防止粉体被氧化，球磨过程结束后得到浆料；将浆料倒入烧杯，移入水浴锅中水浴加热，水浴锅的温度设置为恒温80℃，边加热边机械搅拌，当烧杯内剩余少量液体时即可停止搅拌和加热，静置几分钟后，倒掉上层清液；将烧杯转移至真空烘干箱中彻底干燥使浆料的含水率为0％,即得到石墨烯强化3D打印用模具钢粉末。
实施例3使用的AISI420不锈钢粉末为球形或近球形，大球表面粘附有少量的小尺寸卫星球(接近1μm)，粒径分布在8μm－38μm之间且呈正态分布，平均粒径为20μm，其化学成分含量(wt.％)见表4：
表4 AISI420不锈钢粉末的化学成分含量
化学成分 Cr Mn Si V C Fe
含量/(wt.％) 12-14 <1 <1 0.15-0.4 0.2-0.45 余量
AISI420不锈钢粉末的物理性质见表5：
表5 AISI420不锈钢粉末的物理性质
抗拉强度σb(MPa) 淬火回火，≥635
条件屈服强度σ0.2(MPa) 淬火回火，≥440
伸长率δ5(％) 淬火回火，≥20
断面收缩率ψ(％) 淬火回火，≥50
冲击功Akv(J) 淬火回火，≥63
硬度 退火，≤223HB；淬火回火，≥192HB
利用实施例3制得的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末制造零件的过程为：
利用计算机绘图软件建立所需打印零件的CAD三维模型，并在CAD三维模型的底部构造一个支架，然后将该CAD三维模型和支架转变为STL数据格式，再将CAD三维模型和支架一同进行切片分层处理，获得打印零件的切片数据，之后将切片数据导入激光选区熔化设备；先设计扫描路径，再将实施例3制得的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末送入激光选区熔化设备的送料装置中，对成形腔抽真空，通入氮气保护气，然后将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末输送至成形腔的基板上，根据切片数据加工出单层，并将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末逐层叠加，最终在基板上成形零件，激光选区熔化设备的成形参数为：激光功率350W，扫描速度400mm/s，扫描间距0.06mm，铺粉厚度0.035mm，铺粉厚度应与选用的还原氧化石墨烯的粒度相对应；将加工得到的成形零件和基板一并取出，然后利用SX2-4-H型高温马弗炉对成形零件和基板进行去应力退火处理以消除微裂纹等缺陷，退火温度为600℃，退火时间为3h，之后将成形零件和基板进行线切割分离，即得到石墨烯增强型模具钢材料零件。
本发明提供的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末通过添加石墨烯衍生物使得传统模具钢材料具备更高的强硬度、更优的导热性能以及耐磨性；本发明采用乙醇溶液分散和球磨两步法制得石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，能有效地破坏团聚石墨烯间的范德华力，而不破坏模具钢的铁基体，石墨烯衍生物保留了良好的原始结构，最终获得混合均匀、形成良好结合界面的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，复合材料的硬度显著增加，强化了复合材料的性能；本发明独创性地利用激光选区熔化技术来成形石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，可以快速成形具有复杂冷却流道结构的模具钢注塑模具及各类模具钢零部件，避免了传统去材加工繁琐的加工工序，具有效率高、精度高、周期短、成本低、材料利用率高的特点，为短工艺流程内制造出高硬度和髙耐磨性的模具产品提供新手段。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，其特征在于，由以下体积比的原料制成：石墨烯衍生物0.5％～2％，模具钢粉末98％～99.5％。
2.根据权利要求1所述的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，其特征在于，由以下体积比的原料制成：石墨烯衍生物1％，模具钢粉末99％。
3.根据权利要求2所述的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，其特征在于，所述石墨烯衍生物的粒径为0.5～20μm，厚度为5～25nm，纯度不小于98.9％，所述模具刚粉末的粒径为8～45μm，平均粒径为20～35μm。
4.根据权利要求3所述的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末，其特征在于，所述石墨烯衍生物选择多层石墨烯、石墨烯纳米片、石墨纳米纤维、还原氧化石墨烯中的一种或多种，所述模具刚粉末选择注塑模具钢粉末、热作模具钢粉末、不锈钢粉末中的一种或多种。
5.根据权利要求1至4任一项所述的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S101，将石墨烯衍生物分散到无水乙醇中，超声振荡，得到石墨烯衍生物溶液；
S102，将模具钢粉末加入到石墨烯衍生物溶液中，得到混合溶液，然后将混合溶液进行球磨，得到浆料；
S103，加热浆料，边加热边搅拌至浆料呈半干状态；
S104，将半干的浆料彻底烘干，即得到石墨烯强化3D打印用模具钢粉末。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，利用球磨罐进行球磨，球磨的时间为2.5h,转速为350r/min，球料质量比为40:1，球径比为5:4:3，球磨过程在氩气气氛保护下进行。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，利用水浴锅对浆料进行水浴加热，水浴锅的温度设置为80℃，所述浆料呈半干状态的判断标准为浆料中的含水率为5％～20％。
8.根据权利要求1至4任一项所述的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末或利用权利要求5至7任一项所述的制备方法制备的石墨烯强化3D打印用模具钢粉末的应用，其特征在于，利用所述石墨烯强化3D打印用模具钢粉末通过激光选区熔化技术能够制造石墨烯增强型模具钢材料零件，所述石墨烯增强型模具钢材料零件的制造方法为：
S201，利用计算机建立所需打印零件的CAD三维模型，然后将CAD三维模型进行切片分层处理，获得打印零件的切片数据，之后将所述切片数据导入激光选区熔化设备；
S202，将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末送入激光选区熔化设备的送料装置中，根据打印零件的切片数据在激光选区熔化设备的成形腔的基板上将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末加工成形；
S203，将步骤S202加工得到的成形零件和基板一并取出，然后对成形零件和基板进行去应力退火处理，之后将成形零件和基板进行切割分离，即得到石墨烯增强型模具钢材料零件。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，步骤S201中，在CAD三维模型的底部构造一个支架，然后将CAD三维模型和支架转变为STL数据格式，再将CAD三维模型和支架一同进行切片分层处理；步骤S202中，先设计扫描路径，再把石墨烯强化3D打印用模具钢粉末送入激光选区熔化设备的送料装置中，对成形腔抽真空，通入保护气，然后将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末输送至成形腔的基板上，加工出单层，并将石墨烯强化3D打印用模具钢粉末逐层叠加，最终在基板上成形零件；步骤S203中，去应力退火处理的退火温度为450℃～600℃，退火时间为2h～5h。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述激光选区熔化设备的成形参数为：激光功率120W～350W，扫描速度400mm/s～1000mm/s，扫描间距0.06mm～0.08mm，铺粉厚度0.02mm～0.035mm。
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