CN117505846A - Cx钢基复合粉末及其制备方法与模具制造方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种CX钢基复合粉末及其制备方法与模具制造方法，涉及钢基材料技术领域。该CX钢基复合粉末由CX钢粉末和纳米陶瓷颗粒组成，纳米陶瓷颗粒均匀分布于CX钢粉末表面；CX钢基复合粉末中CX钢粉末的质量百分比为：90~99%，纳米陶瓷颗粒的质量百分比为：1~10%，其中纳米陶瓷颗粒为平均粒径≤100nm的球形TiN陶瓷颗粒。本申请在CX钢粉末的表面包覆有纳米陶瓷颗粒，由此在合金凝固过程中纳米陶瓷颗粒可以充当形核质点，起到细晶强化的作用；同时纳米陶瓷颗粒也能作为第二相，弥散分布在基体中，起到第二相强化的作用。从而使得采用所述CX钢基复合粉末制造的模具能具备更高的强度、硬度和延伸率，延长了模具寿命，延缓了模具的磨损与失效。
Description
技术领域
本申请涉及钢基材料技术领域，尤其涉及一种CX钢基复合粉末及其制备方法与模具制造方法。
背景技术
CX（Corrax）模具钢是一种时效硬化模具钢，具有较高的硬度，良好的耐磨性，优良的切削性能，良好的热处理能力，适用于制造各种模具和工具，如冲模、挤压模、注塑模、冷镦模、冷剪模等，在汽车、电子、家电、塑料等行业中得到广泛应用。
但是CX模具钢在模具行业的应用仍存在限制，具体表现在，CX模具钢的防锈能力良好，但是强度硬度仍稍显不足，这就导致CX模具钢在作为模具材料应用时存在寿命不高，易磨损失效等问题。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种CX钢基复合粉末，旨在解决CX模具钢的强度、硬度不足的技术问题。
为实现上述目的，第一方面，本申请提供一种CX钢基复合粉末，所述CX钢基复合粉末由CX钢粉末和纳米陶瓷颗粒组成，所述纳米陶瓷颗粒均匀分布于所述CX钢粉末表面；
所述CX钢基复合粉末中CX钢粉末的质量百分比为：90~99%，纳米陶瓷颗粒的质量百分比为：1~10%，其中所述纳米陶瓷颗粒为平均粒径≤100nm的球形TiN陶瓷颗粒。
根据第一方面，所述CX钢粉末的成分质量百分比为 Cr：11~13%，Ni：8.5~10%，Mo：1.1~1.6%，Mn：0~0.4%, Al：1.2~2%，O：0~0.03%，余量为Fe。
根据第一方面，或者以上第一方面的任意一种实现方式，所述CX钢基复合粉末的粒度范围为15~53µm或53~150µm。
第二方面，本申请提供了一种CX钢基复合粉末的制备方法，用于制备如上所述的CX钢基复合粉末，所述制备方法包括：
按照CX钢粉末的质量百分比为：90~99%，纳米陶瓷颗粒的质量百分比为：1~10%，称取对应的CX钢粉末和纳米陶瓷颗粒；
对所述CX钢粉末和所述纳米陶瓷颗粒进行机械混合，获得混合粉末；
对所述混合粉末进行筛分、烘干处理，得到CX钢基复合粉末。
根据第二方面，所述机械混合的方式为V型混料法、球磨法、超声辅助机械振动混料法中的至少一种。
根据第二方面，或者以上第二方面的任意一种实现方式，所述烘干处理的烘干温度为80~100度，烘干时长为4~12h。
第三方面，本申请提供了模具制造方法，应用如上所述的CX钢基复合粉末，所述模具制造方法包括以下步骤：
获取目标模具的模型文件，并称取目标质量的CX钢基复合粉末；
按照所述模型文件，对所述CX钢基复合粉末进行增材制造，得到制备的目标模具。
根据第三方面，所述对所述CX钢基复合粉末进行增材制造的步骤，包括：
若所述CX钢基复合粉末的粒度范围为53~150µm，则采用激光熔覆对所述CX钢基复合粉末进行增材制造；
若所述CX钢基复合粉末的粒度范围为15~53µm，则采用激光粉末床熔融对所述CX钢基复合粉末进行增材制造。
根据第三方面，或者以上第三方面的任意一种实现方式，所述激光熔覆的成形参数为：激光功率：800~1500W，光斑尺寸：2mm，扫描速度400~1200 mm/min，送粉速率：4~8g/min；
所述激光粉末床熔融的成形参数为：激光功率：200~350W，扫描速度：600~1200mm/min，扫描间距：0.06~0.12 mm，铺粉层厚：0.03mm，基板预热温度：80~150度。
本申请提出一种CX钢基复合粉末，所述CX钢基复合粉末由CX钢粉末和纳米陶瓷颗粒组成，所述纳米陶瓷颗粒均匀分布于所述CX钢粉末表面；所述CX钢基复合粉末中CX钢粉末的质量百分比为：90~99%，纳米陶瓷颗粒的质量百分比为：1~10%，其中所述纳米陶瓷颗粒为平均粒径≤100nm的球形TiN陶瓷颗粒。本申请在CX钢粉末的表面包覆有纳米陶瓷颗粒，由此在合金凝固过程中纳米陶瓷颗粒可以充当形核质点，起到细晶强化的作用；同时纳米陶瓷颗粒也能作为第二相，弥散分布在目标模具的基体中，起到第二相强化的作用。从而使得采用所述CX钢基复合粉末制造的模具能具备更高的强度、硬度和延伸率，延长了模具寿命，延缓了模具的磨损与失效。此外还提出了一种模具制造方法，用于制备如上所述的CX钢基复合粉末，通过获取目标模具的模型文件，并称取目标质量的CX钢基复合粉末；按照所述模型文件，对所述CX钢基复合粉末进行增材制造，得到制备的目标模具。借助增材制造快速冷却的工艺特性，能够抑制晶体的生长，从而能为目标模具一定程度带来细化的显微组织，增加细小晶体的数量，并且分布于所述CX钢粉末表面的纳米陶瓷颗粒可以在合金凝固过程中充当形核质点，进一步起到细晶强化的作用，从而进一步增强所述CX钢基复合粉末制造的模具的强度、硬度和延伸率。并且由于增材制造技术适合成形一体化复杂构件，因此也便于为所述目标模具构建随形冷却流道，大幅提高模具使用效率。并且相较于传统热处理方案而言，能够减少热处理工序，节约生产成本。
附图说明
图1为本申请实施例方案涉及的CX钢粉末的外观形貌图；
图2为本申请实施例方案涉及的CX钢基复合粉末的外观形貌图；
图3为本申请CX钢基复合粉末的制备方法一实施例的流程示意图；
图4为本申请模具制造方法一实施例的流程示意图；
图5为本申请实施例涉及试验一的第一力学性能图；
图6为本申请实施例涉及试验一的第一维氏硬度图；
图7为本申请实施例涉及试验二的第二力学性能图；
图8为本申请实施例涉及试验二的第二维氏硬度图；
图9为本申请实施例涉及试验三的第三力学性能图；
图10为本申请实施例涉及试验三的第三维氏硬度图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
应当理解的是，本申请下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。本申请下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
为了更清楚地描述本技术方案，以下结合部分现有技术对本申请技术方案进行说明：
CX（Corrax）模具钢是一种时效硬化模具钢，具有较高的硬度，良好的耐磨性，优良的切削性能，良好的热处理能力，适用于制造各种模具和工具，如冲模、挤压模、注塑模、冷镦模、冷剪模等，在汽车、电子、家电、塑料等行业中得到广泛应用。
但是CX模具钢在模具行业的应用仍存在限制，具体表现在，CX模具钢的防锈能力良好，但是强度硬度仍稍显不足，这就导致CX模具钢在作为模具材料应用时存在寿命不高，易磨损失效等问题。
传统方法是采用调控热处理工艺对CX模具钢进行处理来改善其强度和硬度，但是这种方式的效果并不理想且会增加后处理工序，带来额外的生产成本。
本申请通过在CX钢粉末的表面包覆有纳米陶瓷颗粒，由此在合金凝固过程中纳米陶瓷颗粒可以充当形核质点，起到细晶强化的作用；同时纳米陶瓷颗粒也能作为第二相，弥散分布在目标模具的基体中，起到第二相强化的作用。从而使得采用所述CX钢基复合粉末制造的模具能具备更高的强度、硬度和延伸率，延长了模具寿命，延缓了模具的磨损与失效。此外，在模具制造过程中，借助增材制造快速冷却的工艺特性，能够抑制晶体的生长，从而能为目标模具一定程度带来细化的显微组织，增加细小晶体的数量，并且分布于所述CX钢粉末表面的纳米陶瓷颗粒可以在合金凝固过程中充当形核质点，进一步起到细晶强化的作用，从而进一步增强所述CX钢基复合粉末制造的模具的强度、硬度和延伸率。并且由于增材制造技术适合成形一体化复杂构件，因此也便于为所述目标模具构建随形冷却流道，大幅提高模具使用效率。并且相较于传统热处理方案而言，能够减少热处理工序，节约生产成本。
本申请实施例提供了一种CX钢基复合粉末，所述CX钢基复合粉末由CX钢粉末和纳米陶瓷颗粒组成，所述纳米陶瓷颗粒均匀分布于所述CX钢粉末表面；所述CX钢基复合粉末中CX钢粉末的质量百分比为：90~99%，纳米陶瓷颗粒的质量百分比为：1~10%。
本实施例中，需要说明的是，所述纳米陶瓷颗粒为平均粒径≤100nm的球形TiN陶瓷颗粒，一方面，TiN陶瓷颗粒的熔点高、硬度大、抗热冲击性好且与金属的润湿小，因此较为适合作为目标模具的形核质点和第二相。另一方面，本实施例采用的是球形的纳米TiN陶瓷颗粒，借助于球形纳米颗粒的对称性使得所述纳米陶瓷颗粒不容易产生团聚，因此本实施例采用常规的机械混合就能达到较好的包覆效果。相较于采用液相有机溶剂为分散剂的混料方式而言，本实施例的混料效率，以及所述纳米陶瓷颗粒对所述CX钢粉末的包覆效果都更好。
CX钢粉末为CX模具钢材质的粉末，所述CX钢粉末的粒度范围可以根据所述CX钢基复合粉末的模具制造工艺确定。示例性地，若采用激光熔覆对所述CX钢基复合粉末进行增材制造，则所述CX钢粉末的粒度范围为53~150µm；若采用激光粉末床熔融对所述CX钢基复合粉末进行增材制造，则所述CX钢基复合粉末的粒度范围为15~53µm。若是采用粉末冶金工艺对所述CX钢复合粉末进行加工，则所述CX钢基复合粉末的粒度范围可以为粗粉末(150～500μm)、中等粉末(40～150μm)、细粉末(10～40μm)等范围，根据具体需求进行选取。所述CX钢基复合粉末中CX钢粉末的质量百分比为：90~99%，纳米陶瓷颗粒的质量百分比为：1~10%。如图1所示，图1为本申请实施例方案涉及的CX钢粉末的外观形貌图。图2为本申请实施例方案涉及的CX钢基复合粉末的外观形貌图。由图1和图2可以看出，所述纳米陶瓷颗粒均匀分布于所述CX钢粉末表面，从而形成了所述CX钢基复合粉末。可以理解的是，所述CX钢基复合粉末可以通过铸造、粉末冶金、增材制造等方式制造对应的目标模具。
在一些实施例中，所述CX钢粉末的成分质量百分比为 Cr：11~13%，Ni：8.5~10%，Mo：1.1~1.6%，Mn：0~0.4%, Al：1.2~2%，O：0~0.03%，余量为Fe。
在一些实施例中，所述CX钢基复合粉末的粒度范围为15~53µm或53~150µm。所述CX钢粉末的粒度范围可以根据所述CX钢基复合粉末的模具制造工艺确定。若采用激光熔覆对所述CX钢基复合粉末进行增材制造，则所述CX钢粉末的粒度范围为53~150µm；若采用激光粉末床熔融对所述CX钢基复合粉末进行增材制造，则所述CX钢基复合粉末的粒度范围为15~53µm。
本实施例提供了一种CX钢基复合粉末，所述CX钢基复合粉末由CX钢粉末和纳米陶瓷颗粒组成，所述纳米陶瓷颗粒均匀分布于所述CX钢粉末表面；所述CX钢基复合粉末中CX钢粉末的质量百分比为：90~99%，纳米陶瓷颗粒的质量百分比为：1~10%。本申请在CX钢粉末的表面包覆有纳米陶瓷颗粒，由此在合金凝固过程中纳米陶瓷颗粒可以充当形核质点，起到细晶强化的作用；同时纳米陶瓷颗粒也能作为第二相，弥散分布在目标模具的基体中，起到第二相强化的作用。从而使得采用所述CX钢基复合粉末制造的模具能具备更高的强度、硬度和延伸率，延长了模具寿命，延缓了模具的磨损与失效。
参照图3，图3为本申请CX钢基复合粉末的制备方法一实施例的流程示意图。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明实施例中提供了一种CX钢基复合粉末的制备方法，用于制备如上所述的CX钢基复合粉末，所述制备方法包括：
步骤S100，按照CX钢粉末的质量百分比为：90~99%，纳米陶瓷颗粒的质量百分比为：1~10%，称取对应的CX钢粉末和纳米陶瓷颗粒；
步骤S200，对所述CX钢粉末和所述纳米陶瓷颗粒进行机械混合，获得混合粉末；
步骤S300，对所述混合粉末进行筛分、烘干处理，得到CX钢基复合粉末。
本实施例中，需要说明的是，所述CX钢粉末的成分质量百分比为 Cr：11~13%，Ni：8.5~10%，Mo：1.1~1.6%，Mn：0~0.4%, Al：1.2~2%，O：0~0.03%，余量为Fe。所述纳米陶瓷颗粒为平均粒径≤100nm的球形TiN陶瓷颗粒。所述CX钢基复合粉末的粒度范围为15~53µm或53~150µm。
在一些实施例中，所述机械混合的方式为V型混料法、球磨法、超声辅助机械振动混料法中的至少一种。
其中，针对粒度范围为15~53µm的混合粉末，选取250目筛网进行筛分，针对粒度范围为53~150µm的混合粉末，选取100目筛网进行筛分。所述烘干处理的烘干温度为80~100度，烘干时长为4~12h。
本实施例通过按照CX钢粉末的质量百分比为：90~99%，纳米陶瓷颗粒的质量百分比为：1~10%，称取对应的CX钢粉末和纳米陶瓷颗粒；对所述CX钢粉末和所述纳米陶瓷颗粒进行机械混合，获得混合粉末；进而对所述混合粉末进行筛分、烘干处理，得到CX钢基复合粉末。由此制备得到CX钢基复合粉末。
参见图4，图4为本申请模具制造方法一实施例的流程示意图。需要说明的是，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
本发明实施例中提供了一种模具制造方法，应用如上所述的CX钢基复合粉末，所述模具制造方法包括以下步骤：
步骤S400，获取目标模具的模型文件，并称取目标质量的CX钢基复合粉末；
步骤S500，按照所述模型文件，对所述CX钢基复合粉末进行增材制造，得到制备的目标模具。
本实施例中，需要说明的是，所述目标模具为期望制造的模具，所述模型文件为描述所述目标模具的三维结构，用于增材制造的文件。所述目标质量为增材制造所述目标模具所需要的CX钢基复合粉末的质量。由于增材制造适用于制备具有复杂结构的工件，因此所述目标模具可以具备随形冷却流道。
由于不同的增材制造工艺对于加工的粉末粒度要求不同，在一些实施例中，所述对所述CX钢基复合粉末进行增材制造的步骤，包括：若所述CX钢基复合粉末的粒度范围为53~150µm，则采用激光熔覆对所述CX钢基复合粉末进行增材制造；若所述CX钢基复合粉末的粒度范围为15~53µm，则采用激光粉末床熔融对所述CX钢基复合粉末进行增材制造。所述激光熔覆和所述激光粉末床熔融的成形参数可以根据需求进行调节。
在一些实施例中，所述激光熔覆的成形参数为：激光功率：800~1500W，光斑尺寸：2mm，扫描速度400~1200 mm/min，送粉速率：4~8g/min；所述激光粉末床熔融的成形参数为：激光功率：200~350W，扫描速度：600~1200 mm/min，扫描间距：0.06~0.12 mm，铺粉层厚：0.03mm，基板预热温度：80~150度。
本实施例提出了一种模具制造方法，用于制备如上所述的CX钢基复合粉末，通过获取目标模具的模型文件，并称取目标质量的CX钢基复合粉末；按照所述模型文件，对所述CX钢基复合粉末进行增材制造，得到制备的目标模具。借助增材制造快速冷却的工艺特性，能够抑制晶体的生长，从而能为目标模具一定程度带来细化的显微组织，增加细小晶体的数量，并且分布于所述CX钢粉末表面的纳米陶瓷颗粒可以在合金凝固过程中充当形核质点，进一步起到细晶强化的作用，从而进一步增强所述CX钢基复合粉末制造的模具的强度、硬度和延伸率。并且由于增材制造技术适合成形一体化复杂构件，因此也便于为所述目标模具构建随形冷却流道，大幅提高模具使用效率。并且相较于传统热处理方案而言，能够减少热处理工序，节约生产成本。
试验一
试验一中采用的CX钢粉末的成分质量百分比为 Cr：11~13%，Ni：8.5~10%，Mo：1.1~1.6%，Mn：0~0.4%, Al：1.2~2%，O：0~0.03%，余量为Fe。所述纳米陶瓷颗粒为平均粒径≤100nm的球形TiN陶瓷颗粒。
（1）按照CX钢粉末的质量百分比为99%，TiN陶瓷颗粒的质量百分比为1%，称取粒度范围为53~150µm的CX钢粉末，以及平均粒径范围≤100nm的球形TiN陶瓷颗粒。
（2）采用超声辅助机械振动混料方法将CX钢粉末和TiN陶瓷颗粒进行混合，制备得到混合粉末。其中，本试验对所述超声辅助机械的超声波频率和混粉时间不做限定，以所述混合粉末能够均匀混合、颜色不再呈现分离状为准。
（3）采用筛分机对制备的混合粉末进行筛分，筛网选取100目。
（4）将筛分后的混合粉末放入干燥箱进行烘干，烘干温度和时间分别为：80度，6h，制备得到CX钢基复合粉末。
（5）采用所述CX钢基复合粉末通过激光熔覆技术制备1%TiN/CX钢复合材料样品，所述激光熔覆技术的成形参数为：激光功率1000W，光斑尺寸：2mm，扫描速度600 mm/min，送粉速率：6g/min。
（6）测量所制备1%TiN/CX钢复合材料样品的力学性能，包括硬度、抗拉强度、延伸率，并与同样增材制造的纯CX钢材料样品的性能做对比，其中硬度采用维氏硬度计进行测量，抗拉强度和延伸率采用万能材料试验机进行测量。
参见图5和图6，图5为本申请实施例涉及试验一的第一力学性能图，图6为本申请实施例涉及试验一的第一维氏硬度图。如图5和图6所示，所制备的1%TiN/CX钢复合材料样品的硬度为365HV，抗拉强度为1130MPa，延伸率为8.5%。纯CX钢材料样品的硬度为340HV，抗拉强度1080MPa，延伸率5.83%。因此，1%TiN/CX钢复合材料的目标模具相较于纯CX钢材料的模具，具备更高的强度、硬度和延伸率，延长了模具寿命，延缓了模具的磨损与失效。
试验二
试验二中采用的CX钢粉末的成分质量百分比为 Cr：11~13%，Ni：8.5~10%，Mo：1.1~1.6%，Mn：0~0.4%, Al：1.2~2%，O：0~0.03%，余量为Fe。所述纳米陶瓷颗粒为平均粒径≤100nm的球形TiN陶瓷颗粒。
（1）按照CX钢粉末的质量百分比为98%，TiN陶瓷颗粒的质量百分比为2%，称取粒度范围为53~150µm的CX钢粉末，以及平均粒径范围≤100nm的球形TiN陶瓷颗粒。
（2）采用超声辅助机械振动混料方法将CX钢粉末和TiN陶瓷颗粒进行混合，制备得到混合粉末。其中，本试验对所述超声辅助机械的超声波频率和混粉时间不做限定，以所述混合粉末能够均匀混合、颜色不再呈现分离状为准。
（3）采用筛分机对制备的混合粉末进行筛分，筛网选取100目。
（4）将筛分后的混合粉末放入干燥箱进行烘干，烘干温度和时间分别为：80度，6h，制备得到CX钢基复合粉末。
（5）采用所述CX钢基复合粉末通过激光熔覆技术制备2%TiN/CX钢复合材料样品，所述激光熔覆技术的成形参数为：激光功率1000W，光斑尺寸：2mm，扫描速度600 mm/min，送粉速率：6g/min。
（6）测量所制备2%TiN/CX钢复合材料样品的力学性能，包括硬度、抗拉强度、延伸率，并与同样增材制造的纯CX钢材料样品的性能做对比，其中硬度采用维氏硬度计进行测量，抗拉强度和延伸率采用万能材料试验机进行测量。
参见图7和图8，图7为本申请实施例涉及试验二的第二力学性能图，图8为本申请实施例涉及试验二的第二维氏硬度图。如图7和图8所示，所制备的2%TiN/CX钢复合材料样品的硬度为380HV，抗拉强度为1180MPa，延伸率为5.8%。纯CX钢材料样品的硬度为340HV，抗拉强度1080MPa，延伸率5.83%。因此，2%TiN/CX钢复合材料的目标模具相较于纯CX钢材料的模具，具备更高的强度、硬度和延伸率，延长了模具寿命，延缓了模具的磨损与失效。
试验三
试验三中采用的CX钢粉末的成分质量百分比为 Cr：11~13%，Ni：8.5~10%，Mo：1.1~1.6%，Mn：0~0.4%, Al：1.2~2%，O：0~0.03%，余量为Fe。所述纳米陶瓷颗粒为平均粒径≤100nm的球形TiN陶瓷颗粒。
（1）按照CX钢粉末的质量百分比为90%，TiN陶瓷颗粒的质量百分比为10%，称取粒度范围为53~150µm的CX钢粉末，以及平均粒径范围≤100nm的球形TiN陶瓷颗粒。
（2）采用超声辅助机械振动混料方法将CX钢粉末和TiN陶瓷颗粒进行混合，制备得到混合粉末。其中，本试验对所述超声辅助机械的超声波频率和混粉时间不做限定，以所述混合粉末能够均匀混合、颜色不再呈现分离状为准。
（3）采用筛分机对制备的混合粉末进行筛分，筛网选取100目。
（4）将筛分后的混合粉末放入干燥箱进行烘干，烘干温度和时间分别为：80度，6h，制备得到CX钢基复合粉末。
（5）采用所述CX钢基复合粉末通过激光熔覆技术制备10%TiN/CX钢复合材料样品，所述激光熔覆技术的成形参数为：激光功率1000W，光斑尺寸：2mm，扫描速度600 mm/min，送粉速率：6g/min。
（6）测量所制备10%TiN/CX钢复合材料样品的力学性能，包括硬度、抗拉强度、延伸率，并与同样增材制造的纯CX钢材料样品的性能做对比，其中硬度采用维氏硬度计进行测量，抗拉强度和延伸率采用万能材料试验机进行测量。
参见图9和图10，图9为本申请实施例涉及试验三的第三力学性能图，图10为本申请实施例涉及试验三的第三维氏硬度图。如图9和图10所示，所制备的10%TiN/CX钢复合材料样品的硬度为392HV，抗拉强度为1296MPa，延伸率为1.12%。纯CX钢材料样品的硬度为340HV，抗拉强度1080MPa，延伸率5.83%。因此，10%TiN/CX钢复合材料的目标模具相较于纯CX钢材料的模具，具备更高的强度和硬度，但延伸率稍差，延长了模具寿命，延缓了模具的磨损与失效。
由上述内容可知，选取CX钢基复合粉末，所述CX钢基复合粉末由CX钢粉末和纳米陶瓷颗粒组成，所述纳米陶瓷颗粒均匀分布于所述CX钢粉末表面；所述CX钢基复合粉末中CX钢粉末的质量百分比为：90~99%，纳米陶瓷颗粒的质量百分比为：1~10%。然后将所述CX钢基复合粉末通过增材制造得到的目标模具相较于纯CX钢材料的模具，至少会具备更高的强度和硬度，还可提高模具的延伸率，延长了模具寿命，延缓了模具的磨损与失效。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体/操作/对象与另一个实体/操作/对象区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体/操作/对象之间存在任何这种实际的关系或者顺序；术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种CX钢基复合粉末，其特征在于，所述CX钢基复合粉末由CX钢粉末和纳米陶瓷颗粒组成，所述纳米陶瓷颗粒均匀分布于所述CX钢粉末表面；
所述CX钢基复合粉末中CX钢粉末的质量百分比为：90~99%，纳米陶瓷颗粒的质量百分比为：1~10%，其中所述纳米陶瓷颗粒为平均粒径≤100nm的球形TiN陶瓷颗粒。
2.如权利要求1所述的CX钢基复合粉末，其特征在于，所述CX钢粉末的成分质量百分比为 Cr：11~13%，Ni：8.5~10%，Mo：1.1~1.6%，Mn：0~0.4%, Al：1.2~2%，O：0~0.03%，余量为Fe。
3.如权利要求1所述的CX钢基复合粉末，其特征在于，所述CX钢基复合粉末的粒度范围为15~53µm或53~150µm。
4.一种CX钢基复合粉末的制备方法，用于制备如权利要求1至3中任一项所述的CX钢基复合粉末，其特征在于，所述制备方法包括：
按照CX钢粉末的质量百分比为：90~99%，纳米陶瓷颗粒的质量百分比为：1~10%，称取对应的CX钢粉末和纳米陶瓷颗粒；
对所述CX钢粉末和所述纳米陶瓷颗粒进行机械混合，获得混合粉末；
对所述混合粉末进行筛分、烘干处理，得到CX钢基复合粉末。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述机械混合的方式为V型混料法、球磨法、超声辅助机械振动混料法中的至少一种。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述烘干处理的烘干温度为80~100度，烘干时长为4~12h。
7.一种模具制造方法，应用如权利要求1至3中任一项所述的CX钢基复合粉末，其特征在于，所述模具制造方法包括以下步骤：
获取目标模具的模型文件，并称取目标质量的CX钢基复合粉末；
按照所述模型文件，对所述CX钢基复合粉末进行增材制造，得到制备的目标模具。
8.如权利要求7所述的模具制造方法，其特征在于，所述对所述CX钢基复合粉末进行增材制造的步骤，包括：
若所述CX钢基复合粉末的粒度范围为53~150µm，则采用激光熔覆对所述CX钢基复合粉末进行增材制造；
若所述CX钢基复合粉末的粒度范围为15~53µm，则采用激光粉末床熔融对所述CX钢基复合粉末进行增材制造。
9.如权利要求8所述的模具制造方法，其特征在于，所述激光熔覆的成形参数为：激光功率：800~1500W，光斑尺寸：2mm，扫描速度400~1200 mm/min，送粉速率：4~8g/min；
所述激光粉末床熔融的成形参数为：激光功率：200~350W，扫描速度：600~1200 mm/min，扫描间距：0.06~0.12 mm，铺粉层厚：0.03mm，基板预热温度：80~150度。
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