一种激光熔覆模具修复用合金及其制备方法技术

本发明专利技术涉及合金材料技术领域，特别涉及一种激光熔覆模具修复用合金及其制备方法。3D打印模具修复用合金，含有硅、锰、铬、镍、钼、钴、钨、V2C或V4C3。本发明专利技术的一种3D打印模具修复用合金，掺杂二维层状纳米结构V2C或V4C3，采用激光增材3D打印技术对热挤压模具进行修复，克服了传统模具修复的局限性；修复后模具具有高质量、可靠的修复金属组织，延长使用寿命，降低了模具修复成本；掺杂二维层状纳米结构V2C或V4C3，可以达到使合金成分与组织均匀的目的，在制备时加入超支化聚醚酰亚胺，可以提高模具的抗热裂性能与表面耐磨损性能。的抗热裂性能与表面耐磨损性能。

【技术实现步骤摘要】
一种激光熔覆模具修复用合金及其制备方法


[0001]本专利技术涉及合金材料
，特别涉及一种激光熔覆模具修复用合金及其制备方法。

技术介绍

[0002]高性能挤压模具在服役过程中受到尺寸、复杂受力作用及冷热交替变化的影响，工作条件复杂，加之不当操作，不可避免会出现磨损、疲劳、小裂纹，甚至断裂等失效问题；特别是一些进口模具因局部损伤而报废，需重新进口模具，这极大增加了生产成本，降低产品附加值。因此，模具修复再制造技术的创新十分重要。
[0003]目前模具修复的常用技术包括电弧堆焊、电刷镀、电火花、热喷涂及激光熔覆等技术，尽管这些方法在节省材料、提高性能方面具有一定的优势，但仍存在例如高性能挤压模具电弧焊修复易出现裂纹、电弧喷涂半机械冶金结合区易开裂、激光熔覆修复层合金成分与组织不均匀、电镀刷及电火花修复工作环境恶劣、电弧堆焊修复热输入过大导致裂纹等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种合金成分与组织不均匀的3D打印模具修复用合金，用于激光熔覆修复3D打印。
[0005]本申请的技术方案如下：
[0006]一种3D打印模具修复用合金，含有以下重量配比的原料：
[0007]硅：0.80～1.20，锰：0.10～0.40，铬：5.60～6.00，镍：0.2～0.4，钼：3.10～3.75，钴：2.10～2.30，钨：5.50～5.80，V2C或V4C3：1.30～1.60。
[0008]所述的一种3D打印模具修复用合金，含有以下重量配比的原料：
>[0009]硅：1.00，锰：0.30，铬：5.80，镍：0.3，钼：3.55，钴：2.20，钨：5.65，V2C或V4C3：1.60。
[0010]所述的一种3D打印模具修复用合金，所述V2C或V4C3为二维层状纳米结构。
[0011]所述的3D打印模具修复用合金的制备方法，
[0012]将硅、锰、铬、镍、钼、钴、钨、V2C或V4C3进行真空熔炼，加入超支化聚醚酰亚胺后，搅拌均匀，得到合金液；
[0013]将上述合金液进行雾化制粉，得到合金粉末。
[0014]所述的制备方法，超支化聚醚酰亚胺的添加量为所述硅、锰、铬、镍、钼、钴、钨、V2C或V4C3总质量的3
‑
5％。
[0015]所述的制备方法，所述超支化聚醚酰亚胺通过以下方法制备得到：
[0016]将1,8
‑
二氨基
‑
3,6
‑
二氧杂辛烷与4
‑
氯代苯酐按照摩尔比1:2混合，在120℃反应，反应体系中加入二甲苯，回流反应10小时，直到二甲苯/水共沸物完全分出，产物经分离纯化后即得超支化聚醚酰亚胺。
[0017]所述的制备方法，所述3D打印模具修复用合金经过3D打印工艺打印成型过程中，
采用固溶和双时效热处理工艺实现，表面结构组织转变其中固溶处理的温度为650
‑
700℃，时间为10
‑
12min；时效处理的温度为300
‑
350℃，时间为2
‑
3h。
[0018]有益效果：
[0019]本专利技术的一种3D打印模具修复用合金，掺杂二维层状纳米结构V2C或V4C3，采用激光增材3D打印技术对热挤压模具进行修复，克服了传统模具修复的局限性；
[0020]修复后模具具有高质量、可靠的修复金属组织，延长使用寿命，降低了模具修复成本；掺杂二维层状纳米结构V2C或V4C3，可以达到使合金成分与组织均匀的目的，在制备时加入超支化聚醚酰亚胺，可以提高模具的抗热裂性能与表面耐磨损性能。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例对申请进行详细说明。
[0022]一种3D打印模具修复用合金，含有以下重量配比的原料：
[0023]硅：0.80～1.20，锰：0.10～0.40，铬：5.60～6.00，镍：0.2～0.4，钼：3.10～3.75，钴：2.10～2.30，钨：5.50～5.80，V2C或V4C3：1.30～1.60。
[0024]所述的一种3D打印模具修复用合金，含有以下重量配比的原料：
[0025]硅：1.00，锰：0.30，铬：5.80，镍：0.3，钼：3.55，钴：2.20，钨：5.65，V2C或V4C3：1.60。
[0026]所述的一种3D打印模具修复用合金，所述V2C或V4C3为二维层状纳米结构MXene。MXene是由MAX相处理得到的类石墨烯结构，可以采用制备方法如下：V、Al、C按原子比为2:1.5:1的比例加入到球磨装置研磨，400rpm下研磨18h，充分研磨后转移到氧化铝坩埚中，覆上石墨箔放入管式炉中。在室温下用氩气净炉30min，然后加热到1500℃，升温和降温的速率为5℃/min；冷却至室温，用9M的盐酸浸泡洗涤直到不再产生气泡，用真空抽滤装置抽滤，再用去离子水清洗抽滤，将得到的沉淀物置于真空干燥箱中在60℃下干燥至少6小时，得到Al过量的V2Al
C
；
[0027]Al
‑
V2AlC、氯化钠和氯化钾按摩尔比为1:2:2加入到球磨装置中混合研磨，充分研磨后放入氧化铝坩埚，置于管式炉中，通入氩气，保持700℃下反应6小时；取出反应产物，用10％的稀盐酸浸泡1小时，用真空抽滤装置滤去溶液并用去离子水洗涤，取出沉淀物加去离子水超声震荡1小时。随后用去离子水反复离心清洗，直到上层清液pH为6，最后再离心一次，即可得到V2C。
[0028]所述的3D打印模具修复用合金的制备方法，
[0029]将硅、锰、铬、镍、钼、钴、钨、V2C或V4C3进行真空熔炼，加入超支化聚醚酰亚胺后，搅拌均匀，得到合金液；
[0030]将上述合金液进行雾化制粉，得到合金粉末。
[0031]所述的制备方法，超支化聚醚酰亚胺的添加量为所述硅、锰、铬、镍、钼、钴、钨、V2C或V4C3总质量的3
‑
5％。
[0032]所述的制备方法，所述超支化聚醚酰亚胺通过以下方法制备得到：
[0033]将1,8
‑
二氨基
‑
3,6
‑
二氧杂辛烷与4
‑
氯代苯酐按照摩尔比1:2混合，在120℃反应，反应体系中加入二甲苯，回流反应10小时，直到二甲苯/水共沸物完全分出，产物经分离纯化后即得超支化聚醚酰亚胺。
[0034]所述的制备方法，所述3D打印模具修复用合金经过3D打印工艺打印成型过程中，
采用固溶和双时效热处理工艺实现，表面结构组织转变其中固溶处理的温度为650
‑
700℃，时间为10
‑
12min；时效处理的温度为300
‑
350℃，时间为2
‑
3h。
[0035]实施例1
[0036]一种3D打印模具修复用合金，含有以下重量配比的原料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印模具修复用合金，其特征在于含有以下重量配比的原料：硅：0.80～1.20，锰：0.10～0.40，铬：5.60～6.00，镍：0.2～0.4，钼：3.10～3.75，钴：2.10～2.30，钨：5.50～5.80，V2C或V4C3：1.30～1.60。2.根据权利要求1所述的一种3D打印模具修复用合金，其特征在于含有以下重量配比的原料：硅：1.00，锰：0.30，铬：5.80，镍：0.3，钼：3.55，钴：2.20，钨：5.65，V2C或V4C3：1.60。3.根据权利要求1或2所述的一种3D打印模具修复用合金，其特征在于所述V2C或V4C3为二维层状纳米结构。4.一种权利要求1
‑
3中任一项所述的3D打印模具修复用合金的制备方法，其特征在于将硅、锰、铬、镍、钼、钴、钨、V2C或V4C3进行真空熔炼，加入超支化聚醚酰亚胺后，搅拌均匀，得到合金液；将上述合金液进行雾化制粉，得到合金粉末。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于超支化聚醚酰亚胺的添加量为所述硅、锰、铬、镍、钼、钴、钨、V2C或V4C3总质量的3
‑
5％。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于超支化聚醚酰亚胺通过以下方法制备得到：将1,8
‑
二氨基
‑
3,6
‑
二氧杂辛烷与4
‑
氯代苯酐按照摩尔比1:2混合，在120℃反应，反应体系中加入二甲苯，回流反应10小时，直到二甲苯/水共沸物完全分出，产物经分离纯化后即得超支化聚醚酰亚胺。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述3D打印模具修复用合金经过3D打印工艺打印成型过程中，采用固溶和双时效热处理工艺实现，表面结构组织转变其中固溶处理的温度为650
‑
700℃，时间为10
‑
12min；时效处理的温度为300
‑
350℃，时间为2
‑
3h。8.一种3D打印模具修复用合金，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤天杨，
申请(专利权)人：山东普瑞而机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：