CN117001014B - 一种无开裂3d打印用金属材料快速开发方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法包括：筛选金属材料的开裂敏感性元素并计算化学成分范围使其适用于高冷却速率的3D打印技术；根据计算结果配料，获取若干不同化学成分的开裂敏感性元素样块；采用激光在样块上扫描一个区域；采用金相显微镜观察经激光扫描的区域是否开裂；将无开裂的样块再次进行真空退火，采用金相显微镜观察是否开裂；选择无开裂样块的化学成分，分别加入金属材料剩余的其他元素进行配料，以获取若干不同化学成分的金属材料的样块，重复步骤得到无开裂的金属材料的化学成分。本申请可快速开发适用于LPBF工艺的可制造无裂纹金属材料，成本低，失败风险小，研发周期短，可保证金属材料的可打印性。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法。
背景技术
增材制造(AM)，俗称三维(3D)打印，与传统工艺相比，可在更短的时间内以更高的精度快速制造出定制产品的复杂或单个部件。其中，激光粉末床熔融技术(laser powderbed fusion，LPBF)是目前用途最广且最具前景的金属增材制造技术之一。
激光粉末床熔融技术采用选择性激光熔融(SLM)机器，与传统制造工艺相比，该技术在制造复杂形状的零件无需进一步的后处理，几乎没有几何限制，且具有材料利用率高、灵活性强、生产时间短等优点，同时可实现不同几何形状的高密度近净成形部件可在同一批次中制造。鉴于其工艺流程简单、加工周期短、材料利用率高的特点，LPBF技术在生产多种类型的金属部件方面受到越来越多的关注，主要包括铝、钛、不锈钢、超级合金、镍和钴铬合金。
尽管LPBF技术具有多种优势，但仍存在一些常见的挑战。与传统制备金属材料方法不同，LPBF技术冷却速率快(105-108k/s)，使得在LPBF过程中的快速凝固过程中容易产生热裂纹，这些金属材料不适合用LPBF制造。传统方法是调整化学成分，做铸锭，雾化粉末，最后去验证可打印性。然而，这种方法只能到打印完成之后对是否开裂验证，不能完全保证打印金属材料的可打印性，且成本较高，失败风险大，研发周期长。因此，如何快速开发适用于LPBF工艺的可制造无裂纹金属材料至关重要。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，以快速开发出适用于LPBF工艺的可制造无裂纹金属材料，成本低，失败风险小，研发周期短，并可保证打印金属材料的可打印性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，包括以下步骤：
(1)根据铸造金属材料K477A高温合金的化学成分，筛选出金属材料在3D打印中的开裂敏感性元素，计算不同开裂敏感性元素的化学成分范围以使其适用于高冷却速率的3D打印技术；
(2)根据步骤(1)计算的不同开裂敏感性元素的化学成分范围进行配料，将原料放入真空感应炉中进行熔炼，随后在真空条件下浇铸得到开裂敏感性元素的合金纽扣铸锭，经退火后线切割，然后用砂纸打磨，用纳米SiO2抛光，重复步骤(2)，以获取若干不同化学成分的开裂敏感性元素的样块；
(3)将制备的样块放到LPBF设备打印基板上，并用高温胶带固定，同时调整LPBF设备的激光束进行聚焦，随后设备洗气道并调整氧气浓度至200ppm以下，基板不预热，根据样块的化学成分，采用激光功率为280w～350w，扫描速度为1000mm/s～1300mm/s，激光间距为0.08mm～0.11mm参数的激光在样块上扫描一个区域；
(4)采用金相显微镜观察每块样块经激光扫描的区域，验证是否发生开裂；
(5)将步骤(4)中不发生开裂的样块再次进行真空退火，并采用金相显微镜观察是否发生开裂；
(6)选择步骤(5)中不发生开裂样块的化学成分，分别加入步骤(1)中的金属材料剩余的其他元素进行配料，以获取若干不同化学成分的金属材料的样块，重复步骤(3)至步骤(5)，以得到无开裂的金属材料的化学成分；
(7)根据步骤(6)中获取的无开裂的金属材料的化学成分制备该金属材料。
进一步地，步骤(1)中，不同开裂敏感性元素适用于高冷却速率的3D打印技术的化学成分范围，采用经验法则或者正交实验法或者热力学软件计算获得。
进一步地，步骤(2)中，用于打磨开裂敏感性元素的合金纽扣铸锭的砂纸的目数大于或等于2000目。
进一步地，步骤(2)中，获取的若干不同化学成分的开裂敏感性元素的样块的大小为20mm×20mm×20mm。
进一步地，步骤(3)中，激光在开裂敏感性元素的样块上扫描的区域的大小为10mm×10mm。
进一步地，步骤(6)中，获取若干不同化学成分的金属材料的样块的具体步骤如下：
将原料放入真空感应炉中进行熔炼，随后在真空条件下浇铸得到金属材料的合金纽扣铸锭，经退火后线切割，然后用砂纸打磨，用纳米SiO2抛光。
进一步地，步骤(6)中，获取的若干不同化学成分的金属材料的样块的大小为20mm×20mm×20mm。
进一步地，步骤(6)中，用于打磨金属材料的合金纽扣铸锭的砂纸的目数大于或等于2000目。
进一步地，步骤(7)中，根据步骤(6)中获取的无开裂的化学成分制备金属材料，具体包括如下步骤：
(71)合金坯料制备：根据获取的无开裂的金属材料的化学成分进行配料，将原料放入真空感应炉中进行熔炼，随后在真空条件下浇铸得到合金棒料，经切头去尾和表面扒皮处理得到圆柱形合金棒料；
(72)坯料重熔：将步骤(71)制备的合金棒料放入真空雾化感应熔炼室的氧化铝坩埚内，然后将真空雾化感应熔炼室抽真空，随后采用高纯度的氩气进行置换操作；与此同时，对氧化铝坩埚进行加热，以40℃/min～60℃/min的升温速率将合金加热至1530℃～1590℃，并保温5min～20min；在熔炼过程中，要适当倾转熔炼坩埚，并进行电磁搅拌，保证金属液成分均匀；
(73)雾化制粉：在步骤(72)中的金属液达到出液温度后，倾斜熔炼坩埚，进行浇炉，金属液进入中间包后通过导流管流经喷盘进行雾化制粉，金属液经高压氩气破碎后，随气流飞行、冷凝形成金属粉末；
(74)粉末筛分：待步骤(73)形成的金属粉末冷却后，在惰性气氛保护下采用振动筛分机和气体筛分机对金属粉末进行筛分，获得需求粉末粒径的金属材料粉末，最后进行真空封装。
进一步地，步骤(71)中，所述合金棒料的直径范围为50mm～100mm，长度小于1000mm。
由于上述技术方案的运用，本申请与现有技术相比的有益效果在于：
1、本发明通过筛选金属材料化学成分中的开裂敏感性元素，计算确定适用于高冷却速率的3D打印技术的开裂敏感性元素的化学成分范围，以快速获取可能降低打印开裂性的开裂敏感性元素的化学成分范围，减小试验范围，节省时间和资源，缩短研发周期，提高开发效率；
2、本发明通过预先对开裂敏感性元素的化学成分进行计算和优化，可以预测金属材料的可打印性，在实际打印之前就能较好地评估金属材料是否会发生开裂问题，降低打印失败的风险；
3、本发明可在打印之前预测金属材料的可打印性，相较于传统方法中需要经过制备铸锭、雾化粉末等耗费大量资源的过程后验证是否开裂的方式，避免了不必要的成本投入，大幅降低成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施例制备的Ni-Al-Ti-Hf纽扣铸锭；
图2为本发明具体实施例制备的原料(ⅰ)对应的Ni-Al-Ti-Hf铸锭激光单道扫描金相图片；
图3为本发明具体实施例制备的原料(ⅰ)对应的Ni-Al-Ti-Hf铸锭激光单道后经热处理后的金相图片；
图4为本发明具体实施例制备的原料(ⅰ)对应的K477A高温合金铸锭激光单道扫描金相图片；
图5为本发明具体实施例制备的原料(ⅰ)对应的K477A高温合金铸锭激光单道后经热处理后的金相图片；
图6为本发明具体实施例制备的无开裂的K477A高温合金粉末显微形貌图；
图7为本发明具体实施例制备的无开裂的K477A高温合金金相图；
图8为本发明具体实施例制备的无开裂的K477A高温合金显微形貌图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，该方法包括以下步骤：
(1)根据铸造金属材料的化学成分，筛选出金属材料在3D打印中的开裂敏感性元素，计算不同开裂敏感性元素的化学成分范围以使其适用于高冷却速率的3D打印技术；
(2)根据步骤(1)计算的不同开裂敏感性元素的化学成分范围进行配料，将原料放入真空感应炉中进行熔炼，随后在真空条件下浇铸得到开裂敏感性元素的合金纽扣铸锭，经退火后线切割，然后用砂纸打磨，用纳米SiO2抛光，重复步骤(2)，以获取若干不同化学成分的开裂敏感性元素的样块；
(3)将制备的样块放到LPBF设备打印基板上，并用高温胶带固定，同时调整LPBF设备的激光束进行聚焦，随后设备洗气道并调整氧气浓度至200ppm以下，基板不预热，根据样块的化学成分，采用激光功率为280w～350w，扫描速度为1000mm/s～1300mm/s，激光间距为0.08mm～0.11mm参数的激光在样块上扫描一个区域；
(4)采用金相显微镜观察每块样块经激光扫描的区域，验证是否发生开裂；
(5)将步骤(4)中不发生开裂的样块再次进行真空退火，并采用金相显微镜观察是否发生开裂；
(6)选择步骤(5)中不发生开裂样块的化学成分，分别加入步骤(1)中的金属材料剩余的其他元素进行配料，以获取若干不同化学成分的金属材料的样块，重复步骤(3)至步骤(5)，以得到无开裂的金属材料的化学成分；
(7)根据步骤(6)中获取的无开裂的金属材料的化学成分制备该金属材料。
值得注意的是，上文步骤(1)中，不同开裂敏感性元素适用于高冷却速率的3D打印技术的化学成分范围，采用经验法则或者正交实验法或者热力学软件计算获得。为现有技术，在此不做赘述。
上文步骤(2)中，用于打磨开裂敏感性元素的合金纽扣铸锭的砂纸的目数大于或等于2000目。获取的若干不同化学成分的开裂敏感性元素的样块的大小为20mm×20mm×20mm。
上文步骤(3)中，激光在开裂敏感性元素的样块上扫描的区域的大小为10mm×10mm。设备洗气道氧气浓度可结合样块化学成分进行调整，本申请对此不做具体限定。
需要说明的是，针对不同化学成分的合金采用的激光参数不同，例如，K477A高温合金对应的激光参数为：激光功率为290W，扫描速度为1300mm/s，激光间距为0.09mm；ENAC43500合金对应的激光参数为：激光功率为310W，扫描速度为1450mm/s，激光间距为0.095mm，不同化学成分的合金所对应的激光参数是现有技术中已知的常规数据。即在步骤(3)中，根据样块的化学成分，采用已知对应参数的激光在样块上进行扫描。
上文步骤(6)中，获取若干不同化学成分的金属材料的样块的具体步骤如下：
将原料放入真空感应炉中进行熔炼，随后在真空条件下浇铸得到金属材料的合金纽扣铸锭，经退火后线切割，然后用砂纸打磨，用纳米SiO2抛光。
进一步地，步骤(6)中，获取的若干不同化学成分的金属材料的样块的大小为20mm×20mm×20mm。用于打磨金属材料的合金纽扣铸锭的砂纸的目数大于或等于2000目。
上文步骤(7)中，根据步骤(6)中获取的无开裂的化学成分制备金属材料，具体包括如下步骤：
(71)合金坯料制备：根据获取的无开裂的金属材料的化学成分进行配料，将原料放入真空感应炉中进行熔炼，随后在真空条件下浇铸得到合金棒料，经切头去尾和表面扒皮处理得到圆柱形合金棒料；
(72)坯料重熔：将步骤(71)制备的合金棒料放入真空雾化感应熔炼室的氧化铝坩埚内，然后将真空雾化感应熔炼室抽真空，随后采用高纯度的氩气进行置换操作；与此同时，对氧化铝坩埚进行加热，以40℃/min～60℃/min的升温速率将合金加热至1530℃～1590℃，并保温5min～20min；在熔炼过程中，要适当倾转熔炼坩埚，并进行电磁搅拌，保证金属液成分均匀；
(73)雾化制粉：在步骤(72)中的金属液达到出液温度后，倾斜熔炼坩埚，进行浇炉，金属液进入中间包后通过导流管流经喷盘进行雾化制粉，金属液经高压氩气破碎后，随气流飞行、冷凝形成金属粉末；
(74)粉末筛分：待步骤(73)形成的金属粉末冷却后，在惰性气氛保护下采用振动筛分机和气体筛分机对金属粉末进行筛分，获得需求粉末粒径的金属材料粉末，最后进行真空封装。
进一步地，步骤(71)中，合金棒料的直径范围为50mm～100mm，长度小于1000mm。
由于上述技术方案的运用，本申请与现有技术相比的有益效果在于：
1、本发明通过筛选金属材料化学成分中的开裂敏感性元素，计算确定适用于高冷却速率的3D打印技术的开裂敏感性元素的化学成分范围，以快速获取可能降低打印开裂性的开裂敏感性元素的化学成分范围，减小试验范围，节省时间和资源，缩短研发周期，提高开发效率；
2、本发明通过预先对开裂敏感性元素的化学成分进行计算和优化，可以预测金属材料的可打印性，在实际打印之前就能较好地评估金属材料是否会发生开裂问题，降低打印失败的风险；
3、本发明可在打印之前预测金属材料的可打印性，相较于传统方法中需要经过制备铸锭、雾化粉末等耗费大量资源的过程后验证是否开裂的方式，避免了不必要的成本投入，大幅降低成本。
下面以具体实施例为例进行详细说明：
本实施例涉及一种应用上述无开裂3D打印用金属材料快速开发方法获得的无开裂的金属材料，该金属材料具体为K477A高温合金。
具体的，请参见图1至图4，无开裂的K477A高温合金的开发方法，包括以下步骤：
(1)设计化学成分：筛选出K477A高温合金的3D打印开裂敏感性元素Al、Ti和Hf，计算Al、Ti和Hf的化学成分范围以使其适用于高冷却速率的3D打印技术；
(2)Al、Ti和Hf合金坯料制备：根据步骤(1)计算的Al、Ti和Hf的化学成分范围进行配料，设计有三种Al、Ti和Hf合金，三种Al、Ti和Hf合金的化学成分以质量百分比计，分别为：
(ⅰ)Al：4.2wt％；Ti：1.9wt％；Hf：3.8wt％；其余为Ni；
(ⅱ)Al：5.1wt％；Ti：1.2wt％；Hf：1.5wt％；其余为Ni；
(ⅲ)Al：2.1wt％；Ti：1.2wt％；Hf：6.0wt％；其余为Ni；
将原料(ⅰ)、原料(ⅱ)、原料(ⅲ)分别放入真空感应炉中进行熔炼，随后在真空条件下分别浇铸得到三种Al、Ti和Hf合金的合金纽扣铸锭，经1230℃两小时退火后线切割成20mm×20mm×20mm大小，然后用砂纸打磨到3000目，用纳米SiO2抛光，以获取三种不同化学成分的Al、Ti和Hf合金的样块；
(3)激光打印样块：将制备的三块样块分别放到LPBF设备打印基板上，并用高温胶带固定，同时调整LPBF设备的激光束进行聚焦，随后设备洗气道使氧气浓度在200ppm以下，基板不预热，利用激光功率为290W，扫描速度为1300mm/s，激光间距为0.09mm的参数用激光分别在三块样块上扫描一个区域；
(4)采用金相显微镜观察每块样块经激光扫描的区域，验证是否发生开裂，其中，步骤(2)中原料(ⅰ)和原料(ⅲ)对应的样块不发生开裂；
(5)将步骤(4)中不发生开裂的原料(ⅰ)和原料(ⅲ)对应的样块分别再次进行1230℃两小时的真空退火，并采用金相显微镜观察两块样块是否发生开裂，其中，步骤(2)中原料(ⅰ)和原料(ⅲ)对应的样块依旧不发生开裂；
(6)选择步骤(5)中不发生开裂的原料(ⅰ)和原料(ⅲ)对应的样块的化学成分，将K477A高温合金剩余的其他元素分别加入至原料(ⅰ)和原料(ⅲ)对应的化学成分进行配料；
将两种原料分别放入真空感应炉中进行熔炼，随后在真空条件下浇铸分别得到两种K477A高温合金的合金纽扣铸锭，经1230℃两小时退火后线切割成20mm×20mm×20mm大小，然后用砂纸打磨至3000目，用纳米SiO2抛光，以获取两块不同化学成分的K477A高温合金的样块；
重复步骤(3)至步骤(5)，得出包含步骤(2)中原料(ⅰ)的化学成分的样块不发生开裂，即得到无开裂的K477A高温合金的化学成分，该无开裂的K477A高温合金以质量百分比计，包括以下组分：Cr：8.8wt％；Co：9.1wt％；Mo：0.5wt％；W：4.88wt％；Al：4.2wt％；Ti：1.9wt％；Ta：3.1wt％；Hf：3.8wt％；C：0.05wt％；B：0.022wt％；Zr：0.03wt％；Si：≤0.05％；P：≤0.01％；S：≤0.002％；O：≤0.15％；其余为Ni；
(7)根据步骤(6)中获取的无开裂的K477A高温合金的化学成分制备该无开裂的K477A高温合金。
上文中，开发无开裂的K477A高温合金的化学成分的开发方法的成本低，失败风险小，研发周期短，以实现无开裂3D打印用K477A高温合金的快速开发，并可保证打印金属材料的可打印性。
上文中，无开裂的K477A高温合金的制备方法，包括以下步骤：
(71)合金坯料制备：无开裂的K477A高温合金的化学成分为：Cr：8.8wt％；Co：9.1wt％；Mo：0.5wt％；W：4.88wt％；Al：4.2wt％；Ti：1.9wt％；Ta：3.1wt％；Hf：3.8wt％；C：0.05wt％；B：0.022wt％；Zr：0.03wt％；Si：≤0.05％；P：≤0.01％；S：≤0.002％；O：≤0.15％；其余为Ni；
根据获取的无开裂的K477A高温合金的化学成分进行配料，将原料放入真空感应炉中进行熔炼，随后在真空条件下浇铸得到合金棒料，经切头去尾和表面扒皮处理得到直径范围为50mm～100mm，长度小于1000mm的圆柱形合金棒料；
(72)坯料重熔：将步骤(71)制备的合金棒料放入真空雾化感应熔炼室的氧化铝坩埚内，然后将真空雾化感应熔炼室抽真空，随后采用高纯度的氩气进行置换操作；与此同时，对氧化铝坩埚进行加热，以40℃/min～60℃/min的升温速率将合金加热至1530℃～1590℃，并保温5min～20min；在熔炼过程中，要适当倾转熔炼坩埚，并进行电磁搅拌，保证金属液成分均匀；
(73)雾化制粉：在步骤(72)中的金属液达到出液温度后，倾斜熔炼坩埚，进行浇炉，金属液进入中间包后通过导流管流经喷盘进行雾化制粉，金属液经高压氩气破碎后，随气流飞行、冷凝形成金属粉末；
(74)粉末筛分：待步骤(73)形成的金属粉末冷却后，在惰性气氛保护下采用振动筛分机和气体筛分机对金属粉末进行筛分，先通过振动筛分机分选出粒径＞53μm的粉末，然后通过气体筛分机对粒径≤53μm的粉末进行气流分级，分选出粒径＜15μm的粉末，留下粒径在15μm～53μm之间的目标粒径粉末，最后进行真空封装。
将制备的无开裂的K477A高温合金粉末置于干燥箱中，在80℃下保温22小时，进行烘干处理，同时往打印仓中通入氩气，将氧含量控制在200ppm以下，并将基板温度加热至200℃；然后将上述无开裂的K477A高温合金粉末进行3D打印制成工件，3D打印的具体参数包括：激光功率：220W；扫描速度：1000mm/s；扫描间距：0.13mm；扫描层厚：0.03mm；待工件冷却至室温后，取出工件，置于真空退火炉中，进行温度为1230℃，保温时间为2h的退火热处空冷后取出。
上文中，制备得到的无开裂的K477A高温合金粉末打印后无开裂，满足设计需求。从图6至图8也可以明显看出，本实施例制备的无开裂的K477A高温合金粉末球形度高，3D打印制成的工件无开裂。
最后应说明的是，对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)根据铸造金属材料K477A高温合金的化学成分，筛选出金属材料在3D打印中的开裂敏感性元素Al、Ti、Hf，计算不同开裂敏感性元素的化学成分范围以使其适用于高冷却速率的3D打印技术；
(2)根据步骤(1)计算的不同开裂敏感性元素的化学成分范围进行配料，将原料放入真空感应炉中进行熔炼，随后在真空条件下浇铸得到开裂敏感性元素的合金纽扣铸锭，经退火后线切割，然后用砂纸打磨，用纳米SiO2抛光，重复步骤(2)，以获取若干不同化学成分的开裂敏感性元素的样块；
(3)将制备的样块放到LPBF设备打印基板上，并用高温胶带固定，同时调整LPBF设备的激光束进行聚焦，随后设备洗气道并调整氧气浓度至200ppm以下，基板不预热，根据样块的化学成分，采用激光功率为280w～350w，扫描速度为1000mm/s～1300mm/s，激光间距为0.08mm～0.11mm的激光在样块上扫描一个区域；
(4)采用金相显微镜观察每块样块经激光扫描的区域，验证是否发生开裂；
(5)将步骤(4)中不发生开裂的样块再次进行真空退火，并采用金相显微镜观察是否发生开裂；
(6)选择步骤(5)中不发生开裂样块的化学成分，分别加入步骤(1)中的金属材料剩余的其他元素进行配料，以获取若干不同化学成分的金属材料的样块，重复步骤(3)至步骤(5)，以得到无开裂的金属材料的化学成分；
(7)根据步骤(6)中获取的无开裂的金属材料的化学成分制备该金属材料。
2.如权利要求1所述的一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，其特征在于，步骤(1)中，不同开裂敏感性元素适用于高冷却速率的3D打印技术的化学成分范围，采用经验法则或者正交实验法或者热力学软件计算获得。
3.如权利要求1所述的一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，其特征在于，步骤(2)中，用于打磨开裂敏感性元素的合金纽扣铸锭的砂纸的目数大于或等于2000目。
4.如权利要求1所述的一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，其特征在于，步骤(2)中，获取的若干不同化学成分的开裂敏感性元素的样块的大小为20mm×20mm×20mm。
5.如权利要求4所述的一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，其特征在于，步骤(3)中，激光在开裂敏感性元素的样块上扫描的区域的大小为10mm×10mm。
6.如权利要求1所述的一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，其特征在于，步骤(6)中，获取若干不同化学成分的金属材料的样块的具体步骤如下：
将原料放入真空感应炉中进行熔炼，随后在真空条件下浇铸得到金属材料的合金纽扣铸锭，经退火后线切割，然后用砂纸打磨，用纳米SiO2抛光。
7.如权利要求6所述的一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，其特征在于，步骤(6)中，获取的若干不同化学成分的金属材料的样块的大小为20mm×20mm×20mm。
8.如权利要求7所述的一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，其特征在于，步骤(6)中，用于打磨金属材料的合金纽扣铸锭的砂纸的目数大于或等于2000目。
9.如权利要求1所述的一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，其特征在于，步骤(7)中，根据步骤(6)中获取的无开裂的化学成分制备金属材料，具体包括如下步骤：
(71)合金坯料制备：根据获取的无开裂的金属材料的化学成分进行配料，将原料放入真空感应炉中进行熔炼，随后在真空条件下浇铸得到合金棒料，经切头去尾和表面扒皮处理得到圆柱形合金棒料；
(72)坯料重熔：将步骤(71)制备的合金棒料放入真空雾化感应熔炼室的氧化铝坩埚内，然后将真空雾化感应熔炼室抽真空，随后采用高纯度的氩气进行置换操作；与此同时，对氧化铝坩埚进行加热，以40℃/min～60℃/min的升温速率将合金加热至1530℃～1590℃，并保温5min～20min；在熔炼过程中，要适当倾转熔炼坩埚，并进行电磁搅拌，保证金属液成分均匀；
(73)雾化制粉：在步骤(72)中的金属液达到出液温度后，倾斜熔炼坩埚，进行浇炉，金属液进入中间包后通过导流管流经喷盘进行雾化制粉，金属液经高压氩气破碎后，随气流飞行、冷凝形成金属粉末；
(74)粉末筛分：待步骤(73)形成的金属粉末冷却后，在惰性气氛保护下采用振动筛分机和气体筛分机对金属粉末进行筛分，获得需求粉末粒径的金属材料粉末，最后进行真空封装。
10.如权利要求9所述的一种无开裂3D打印用金属材料快速开发方法，其特征在于，步骤(71)中，所述合金棒料的直径范围为50mm～100mm，长度小于1000mm。
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