一種基于3d打印復合硬質合金粉末成型導輪的方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于3D打印復合硬質合金粉末成型導輪的方法。包括配料：40％?45％的Cr12MoV粉末、28％?35％1Cr18Mn8Ni5N粉末和18％?25％1Cr18Ni9Ti粉末，余量為Fe粉末；步驟二，濕磨；步驟三，篩分和干燥；步驟四，3D打印機成型。本發明采用的金屬3D打印機工藝進行制備導輪，通過將Cr12MoV粉末、1Cr18Mn8Ni5N粉末和1Cr18Ni9Ti粉末混合加入Fe粉末進行3D打印零件成型的基材，具有一次成型，結構強度，韌性以及微觀晶體的成型的相對密度達到99％，有效的提高零件的使用壽命，具有成型速度快，提高型材成型時的精度。
【專利說明】
一種基于3D打印復合硬質合金粉末成型導輪的方法
技術領域
[0001]本發明屬于導輪技術領域，特別是涉及一種基于3D打印復合硬質合金粉末成型導輪的方法。
【背景技術】
[0002]導輪是在熱乳棒材生產線中消耗量較大的重要備件，是乳鋼導衛總成中的關鍵部件，影坰著乳機作業率等技術經濟指標。使用的很多導衛件耐熱性能不足，出現粘鋼等現象，還有一些工藝件耐磨性、熱疲勞性能不好，影響了使用壽命以及乳材質量。
[0003]硬度磨損的物理本質是一種特殊形式的斷裂過程，發生在磨損件的表層和亞表層。在考慮硬度值時，不能簡單認為硬度越高耐磨性越好，要充分考慮其在各種狀態下的硬度。比如:工作過程中由于表面硬化或軟化而改變了的硬度；由于與高溫乳件接觸而使表面溫度升高，要考慮髙溫硬度。
[0004]3D打印技術(3D printing)，即快速成形技術(Rapid prototype)的一種，又稱為“增材制造技術”。所謂“增材制造”是指區別于傳統的“去除型”制造，不需要原胚和模具，直接根據計算機圖形數據，通過增加材料的方法生成任何形狀的物體，最大的優點就是能簡化制造程序，縮短新產品研制周期，降低開發成本和風險。
[0005]目前，金屬結構的3D打印技術常用到的方法如下:
[0006]激光熔覆快速制造技術，也即是激光熔覆技術+快速原型技術，是由美國Sandia國家實驗室的David Keicher發明的。
[0007]電子束恪融快速制造技術Electron Beam Melting(EBM)是近年來發展起來的一種新型金屬零件直接制造技術。
[0008]選區激光恪化(Selective Laser Melting，SLM)，采用金屬粉末為基本材料;是近年出現的一種最新的快速成型技術，是快速原型制造的最新發展形式之一。在北京航空航天大學展臺處，一具使用大型金屬構件激光增材制造(即3D打印)技術所生產的大型部件吸引了眾人的眼球。據了解，這款以實物展出的大型飛行器構件，是迄今國際上最大的激光增材制造主承力關鍵鈦合金構件飛機機身整體加強框，無模、整體、快速研制。該部件是首次在航展上曝光，作為大型客機的承重部件，已經能夠使用國產的3D打印技術制造。
[0009]等離子束快速成形技術應用于金屬零件的3D打印方面還在基礎研究階段，仍然有較多的局限性，如等離子束相比激光的能量集中性能來說還是較差，這就導致近凈成形制備工件時，在多層堆積時，上一層會傾向于從已堆積的層片邊緣流淌，造成水平方向和豎直方向的粗糙度都較大，甚至得不到所需形狀。
【發明內容】
[0010]本發明的目的在于提供一種基于3D打印復合硬質合金粉末成型導輪的方法，通過采用的金屬3D打印機工藝進行制備導輪，通過將Crl2MoV粉末、lCrl8Mn8Ni5N粉末和lCrl8Ni9Ti粉末混合加入Fe粉末進行3D打印零件成型的基材成型零件。
[0011]為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的:
[0012]本發明為一種基于3D打印復合硬質合金粉末成型導輪的方法，包括如下步驟:
[0013]步驟一，配料:40% -45 % 的 Cr 12MoV 粉末、28 % -3 5 % I Cr 18Mn8Ni 5~粉末和 18 % -25%lCrl8Ni9Ti粉末，余量為Fe粉末；
[0014]A Crl2MoV粉末的制備:將Crl2MoV置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h_50h，形成 5-9μπι 的 Crl2MoV 粉末；
[0015]B lCrl8Mn8Ni5N:將lCrl8Mn8Ni5r^t末置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h-50h，形成5-9口111的10181118祖5~粉末；
[0016]C lCrl8Ni9T1:將lCrl8Ni9Ti粉末置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h-50h,形成 5-9μπι 的 lCrl8Ni9Ti 粉末；
[0017]步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料40%-45%的Crl2MoV粉末、28%-35%lCrl8Mn8Ni5N粉末和18%-25%lCrl8Ni9Ti粉末混合加入Fe粉末，以液體乙醇為球磨介質，球磨過程中加入四氯化鈦，球磨機的轉速在90-100r/min，球磨時間在10-30min;
[0018]步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機毛坯成型；
[0019]步驟四，3D打印機成型:將步驟三裝入3D打印機中，通過輸入的導輪結構參數。
[0020]進一步地，所述步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機毛坯成型，采用的3D打印機為基于電子束熔融快速制造技術的打印機。
[0021]本發明具有以下有益效果:
[0022]本發明采用的金屬3D打印機工藝進行制備導輪，通過將Crl2MoV粉末、lCrl8Mn8Ni5N粉末和lCrl8Ni9Ti粉末混合加入Fe粉末進行3D打印零件成型的基材，具有一次成型，結構強度，韌性以及微觀晶體的成型的相對密度達到99%，有效的提高零件的使用壽命，具有成型速度快，提高型材成型時的精度。
[0023]當然，實施本發明的任一產品并不一定需要同時達到以上所述的所有優點。
【具體實施方式】
[0024]下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0025]實施例一
[0026]步驟一，配料:40%的 Crl2MoV 粉末、28%10181118祖5~粉末和18%1018祖91^粉末，余量為Fe粉末；
[0027]A Crl2MoV粉末的制備:將Crl2MoV置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h_50h，形成 5-9μπι 的 Crl2MoV 粉末；
[0028]B lCrl8Mn8Ni5N:將lCrl8Mn8Ni5r^t末置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h-50h，形成5-9口111的10181118祖5~粉末；
[0029]C lCrl8Ni9T1:將lCrl8Ni9Ti粉末置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h-50h,形成 5-9μπι 的 lCrl8Ni9Ti 粉末；
[0030] 步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料40%的Crl2MoV粉末、28%lCrl8Mn8Ni5N粉末和18% lCrl8Ni9Ti粉末混合加入Fe粉末，以液體乙醇為球磨介質，球磨過程中加入四氯化鈦，球磨機的轉速在90-100r/min，球磨時間在10_30min;
[0031 ]步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機毛坯成型；
[0032]步驟四，3D打印機成型:將步驟三裝入3D打印機中，通過輸入的導輪結構參數。
[0033]通過低含量的40%的Crl2MoV粉末、28%10181118附5~粉末和18%1018祖91^粉末，作為基材成分，高含量的Fe粉末，經過該導輪10h，100m/S的速度滾動實驗，表面出現損傷，和表面粘鋼。
[0034]實施例二
[0035]一種基于3D打印復合硬質合金粉末成型導輪的方法，如下步驟:
[0036]步驟一，配料:43%的 Crl2MoV 粉末、31%10181118祖5~粉末和22%的1018祖91^粉末，余量為15%的Fe粉末；
[0037]A Crl2MoV粉末的制備:將Crl2MoV置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h_50h，形成 5-9μπι 的 Crl2MoV 粉末；
[0038]B lCrl8Mn8Ni5N:將lCrl8Mn8Ni5r^t末置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h-50h，形成5-9口111的10181118祖5~粉末；
[0039]C lCrl8Ni9T1:將lCrl8Ni9Ti粉末置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h-50h,形成 5-9μπι 的 lCrl8Ni9Ti 粉末；
[0040]步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料40%-45%的Crl2MoV粉末、28%-35%lCrl8Mn8Ni5N粉末和18%-25%lCrl8Ni9Ti粉末混合加入Fe粉末，以液體乙醇為球磨介質，球磨過程中加入四氯化鈦，球磨機的轉速在90-100r/min，球磨時間在10-30min;
[0041 ]步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機毛坯成型；
[0042]步驟四，3D打印機成型:將步驟三裝入3D打印機中，通過輸入的導輪結構參數。
[0043]通過低含量的43%的Crl2MoV粉末、31%10181118祖5~粉末和22%的1018祖91^粉末，余量為15 %的Fe粉末，作為基材成分，15 %含量的Fe粉末，經過該導輪10h，100m/S的速度滾動實驗，表面效果好，無表面粘鋼。
[0044]實施例三
[0045]—種基于3D打印復合硬質合金粉末成型導輪的方法，如下步驟:
[0046]步驟一，配料:40%的 Crl2MoV 粉末、30%10181118祖5~粉末和25%1018祖91^粉末，余量為5% Fe粉末；
[0047]A Crl2MoV粉末的制備:將Crl2MoV置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h_50h，形成 5-9μπι 的 Crl2MoV 粉末；
[0048]B lCrl8Mn8Ni5N:將lCrl8Mn8Ni5r^t末置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h-50h，形成5-9口111的10181118祖5~粉末；
[0049]C lCrl8Ni9T1:將lCrl8Ni9Ti粉末置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h-50h,形成 5-9μπι 的 lCrl8Ni9Ti 粉末；
[0050]步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料40%-45%的Crl2MoV粉末、28%-35%lCrl8Mn8Ni5N粉末和18%-25%lCrl8Ni9Ti粉末混合加入Fe粉末，以液體乙醇為球磨介質，球磨過程中加入四氯化鈦，球磨機的轉速在90-100r/min，球磨時間在10-30min;
[0051 ]步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機毛坯成型；
[0052]步驟四，3D打印機成型:將步驟三裝入3D打印機中，通過輸入的導輪結構參數。
[0053]通過低含量的40%的Crl2MoV粉末、30%lCrl8Mn8Ni5r^t末和25% 的lCrl8Ni9Ti粉末，余量為5 %的Fe粉末，作為基材成分，低含量的Fe粉末，經過該導輪10h，100m/S的速度滾動實驗，表面出現輕微損傷，無表面粘鋼。
[0054]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0055]以上公開的本發明優選實施例只是用于幫助闡述本發明。優選實施例并沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的【具體實施方式】。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權項】
1.一種基于3D打印復合硬質合金粉末成型導輪的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一，配料:40%-45%的01210￥粉末、28%-35%10181118祖5~粉末和18%-25%lCrl8Ni9Ti粉末，余量為Fe粉末； A Crl2MoV粉末的制備:將Crl2MoV置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h-50h，形成5-9μπι 的 Crl2MoV 粉末； B lCrl8Mn8Ni5N:將lCrl8Mn8Ni5r^t末置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h_50h,形成 5-9μπι 的 lCrl8Mn8Ni5r^t末； C lCrl8Ni9T1:將lCrl8Ni9Ti粉末置于球磨機中，在氫氣保護下球磨30h-50h,形成5-9μπι 的 lCrl8Ni9Ti 粉末； 步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料40 %-45%的Cr I 2MoV粉末、28 % -35 %lCrl8Mn8Ni5N粉末和18%-25%lCrl8Ni9Ti粉末混合加入Fe粉末，以液體乙醇為球磨介質，球磨過程中加入四氯化鈦，球磨機的轉速在90-100r/min，球磨時間在10-30min; 步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機毛坯成型； 步驟四，3D打印機成型:將步驟三裝入3D打印機中，通過輸入的導輪結構參數。2.根據權利要求1所述的一種基于3D打印復合硬質合金粉末成型導輪的方法，其特征在于，所述步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機毛坯成型，采用的3D打印機為基于電子束熔融快速制造技術的打印機。
【文檔編號】B22F1/00GK106077648SQ201610701854
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月22日
【發明人】吳鵬, 張有德, 吳翠鳳, 常焰平, 胡峰, 史宣菊
【申請人】合肥東方節能科技股份有限公司