一种用于3D打印的钴基铬合金粉体材料制造技术

本发明专利技术公开了一种用于3D打印的钴基铬合金粉体材料，由如下重量份的原料组成：钴粉200‑240份，铬粉40‑60份，碳纳米管8‑16份，钛白粉20‑30份，硒粉10‑20份，氧化亚锰粉5‑15份。本发明专利技术的用于3D打印的钴基铬合金粉体材料以钴铬为基料并添加了可以提高材料中温特性的辅材，材料整体造价较低，能为大众普遍接受。用本发明专利技术的合金粉体材料打印出来的产品在中温条件下力学性能表现优异，同时还具有更为优异的抗热疲劳、抗热腐蚀和耐磨蚀性能，应用领域更为广阔。

A cobalt base chromium alloy powder material for 3D printing

The invention discloses a method used for cobalt chromium alloy powder material 3D printing, consists of the following raw materials in weight portion: 200 cobalt powder 240, chromium powder 40 60 copies, 16 copies of 8 carbon nanotubes, titanium dioxide, 20 30 copies, 20 copies of 10 selenium, manganese oxide powder 5 15. The present invention used for cobalt chromium alloy powder material 3D printing with cobalt chromium as base material and adding can improve the temperature characteristics of materials Fucai, low cost materials, generally accepted for the public. The products printed with the alloy powder material of the invention exhibit excellent mechanical performance at medium temperature, and have excellent thermal fatigue resistance, hot corrosion resistance and abrasion resistance as well. The application area is broader.

【技术实现步骤摘要】
一种用于3D打印的钴基铬合金粉体材料
本专利技术涉及一种3D打印材料，更确切地说，是一种用于3D打印的钴基铬合金粉体材料。
技术介绍
3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。钴基合金是一种能耐各种类型磨损和腐蚀以及高温氧化的硬质合金。钴基合金是以钴作为主要成分，含有相当数量的镍、铬、钨和少量的钼、铌、钽、钛、镧等合金元素，偶尔也还含有铁的一类合金。根据合金中成分不同，它们可以制成焊丝，粉末用于硬面堆焊，热喷涂、喷焊等工艺，也可以制成铸锻件和粉末冶金件。一般钴基高温合金缺少共格的强化相，中温强度低，抗热疲劳、抗热腐蚀和耐磨蚀性能相对较弱，影响了钴基合金的应用。
技术实现思路
本专利技术主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种用于3D打印的钴基铬合金粉体材料。本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种用于3D打印的钴基铬合金粉体材料，由如下重量份的原料组成：钴粉200-240份，铬粉40-60份，碳纳米管8-16份，钛白粉20-30份，硒粉10-20份，氧化亚锰粉5-15份。所述用于3D打印的钴基铬合金粉体材料的制备方法：首先，将钴粉、铬粉加入真空反应釜高温熔化成熔融状态并充分混合，2000-2200℃高温保持20-30分钟后继续加入碳纳米管、钛白粉、硒粉、氧化亚锰粉，充分混合后出料至冷却槽，空冷至室温后得合金坯料；然后，将所得合金坯料放入液氮中低温处理2-3小时，取出后自然恢复到室温；最后，将合金坯料加入研磨机研磨成细粉，所得细粉过500目筛即得。作为本专利技术较佳的实施例，所述的碳纳米管为多壁碳纳米管。作为本专利技术较佳的实施例，所述的钛白粉为锐钛型钛白粉。本专利技术的用于3D打印的钴基铬合金粉体材料中相关组分的作用。碳纳米管：本专利技术的合金粉体材料中添加碳纳米管可以有效提升成型后材料的中温强度，专利技术人通过实验发现添加了碳纳米管的合金材料比没有添加碳纳米管的合金材料中温强度提升了30%左右。钛白粉：钛白粉在本专利技术的合金粉体材料中起到的是提高材料抗热疲劳能力的作用，专利技术人通过实验发现添加了钛白粉的合金材料比没有添加钛白粉的合金材料具有更为优异的抗热疲劳能力。硒粉：硒粉的添加可以提高合金材料的抗热腐蚀能力，硒粉可以有效抑制钴、铬在高温条件下的活性，降低了钴、铬在高温下与其他化学物质的反应速度，进而降低合金材料被腐蚀的速度。氧化亚锰粉：微量氧化亚锰的添加可以有效提高合金材料的耐磨蚀性，即使是在高温条件下合金材料也具有优异的耐磨蚀性能，专利技术人通过对比实验发现添加了氧化亚锰的合金材料比没有添加氧化亚锰的合金材料耐磨蚀性提高了40%左右。本专利技术的用于3D打印的钴基铬合金粉体材料以钴铬为基料并添加了可以提高材料中温特性的辅材，材料整体造价较低，能为大众普遍接受。用本专利技术的合金粉体材料打印出来的产品在中温条件下力学性能表现优异，同时还具有更为优异的抗热疲劳、抗热腐蚀和耐磨蚀性能，应用领域更为广阔。具体实施方式下面对本专利技术的优选实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。[实施例1]按重量份取钴粉200份，铬粉40份，碳纳米管8份，钛白粉20份，硒粉10份，氧化亚锰粉5份。首先，将钴粉、铬粉加入真空反应釜高温熔化成熔融状态并充分混合，2000℃高温保持20分钟后继续加入碳纳米管、钛白粉、硒粉、氧化亚锰粉，充分混合后出料至冷却槽，空冷至室温后得合金坯料；然后，将所得合金坯料放入液氮中低温处理2小时，取出后自然恢复到室温；最后，将合金坯料加入研磨机研磨成细粉，所得细粉过500目筛即得。[实施例2]按重量份取钴粉240份，铬粉60份，碳纳米管16份，钛白粉30份，硒粉20份，氧化亚锰粉15份。首先，将钴粉、铬粉加入真空反应釜高温熔化成熔融状态并充分混合，2200℃高温保持30分钟后继续加入碳纳米管、钛白粉、硒粉、氧化亚锰粉，充分混合后出料至冷却槽，空冷至室温后得合金坯料；然后，将所得合金坯料放入液氮中低温处理3小时，取出后自然恢复到室温；最后，将合金坯料加入研磨机研磨成细粉，所得细粉过500目筛即得。[实施例3]按重量份取钴粉220份，铬粉50份，碳纳米管12份，钛白粉25份，硒粉15份，氧化亚锰粉10份。首先，将钴粉、铬粉加入真空反应釜高温熔化成熔融状态并充分混合，2100℃高温保持25分钟后继续加入碳纳米管、钛白粉、硒粉、氧化亚锰粉，充分混合后出料至冷却槽，空冷至室温后得合金坯料；然后，将所得合金坯料放入液氮中低温处理2.5小时，取出后自然恢复到室温；最后，将合金坯料加入研磨机研磨成细粉，所得细粉过500目筛即得。[实施例4]按重量份取钴粉210份，铬粉45份，碳纳米管10份，钛白粉22份，硒粉12份，氧化亚锰粉8份。首先，将钴粉、铬粉加入真空反应釜高温熔化成熔融状态并充分混合，2050℃高温保持25分钟后继续加入碳纳米管、钛白粉、硒粉、氧化亚锰粉，充分混合后出料至冷却槽，空冷至室温后得合金坯料；然后，将所得合金坯料放入液氮中低温处理2小时，取出后自然恢复到室温；最后，将合金坯料加入研磨机研磨成细粉，所得细粉过500目筛即得。[实施例5]按重量份取钴粉230份，铬粉55份，碳纳米管14份，钛白粉28份，硒粉18份，氧化亚锰粉12份。首先，将钴粉、铬粉加入真空反应釜高温熔化成熔融状态并充分混合，2150℃高温保持28分钟后继续加入碳纳米管、钛白粉、硒粉、氧化亚锰粉，充分混合后出料至冷却槽，空冷至室温后得合金坯料；然后，将所得合金坯料放入液氮中低温处理3小时，取出后自然恢复到室温；最后，将合金坯料加入研磨机研磨成细粉，所得细粉过500目筛即得。[实验例]将实施例1-5制备的合金粉体用3D打印机打印成相同尺寸的测试条，同时取3种目前普遍使用的钴铬合金粉体，用相同的3D打印机打印成尺寸相同的测试条，将所得的测试条在中温环境下进行机械测试，数据如下：组别抗拉强度（MPa）屈服强度（MPa）硬度（HB）实施例1554238206实施例2566229211实施例3558231219实施例4553228215实施例5561236209对比1438187174对比2422192160对比3449174182由以上数据可以看出，本专利技术的合金粉体材料在中温条件下具有更为优异的机械强度，硬度也较同类产品有大幅提升，因而耐磨蚀性更好。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于3D打印的钴基铬合金粉体材料，其特征在于，由如下重量份的原料组成：钴粉200‑240份，铬粉40‑60份，碳纳米管8‑16份，钛白粉20‑30份，硒粉10‑20份，氧化亚锰粉5‑15份；所述用于3D打印的钴基铬合金粉体材料的制备方法：首先，将钴粉、铬粉加入真空反应釜高温熔化成熔融状态并充分混合，2000‑2200℃高温保持20‑30分钟后继续加入碳纳米管、钛白粉、硒粉、氧化亚锰粉，充分混合后出料至冷却槽，空冷至室温后得合金坯料；然后，将所得合金坯料放入液氮中低温处理2‑3小时，取出后自然恢复到室温；最后，将合金坯料加入研磨机研磨成细粉，所得细粉过500目筛即得。

【技术特征摘要】
1.一种用于3D打印的钴基铬合金粉体材料，其特征在于，由如下重量份的原料组成：钴粉200-240份，铬粉40-60份，碳纳米管8-16份，钛白粉20-30份，硒粉10-20份，氧化亚锰粉5-15份；所述用于3D打印的钴基铬合金粉体材料的制备方法：首先，将钴粉、铬粉加入真空反应釜高温熔化成熔融状态并充分混合，2000-2200℃高温保持20-30分钟后继续加入碳纳米管、钛白粉、硒粉、氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王明江，
申请(专利权)人：王明江，
类型：发明
国别省市：江苏,32