【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增材制造，尤其涉及一种低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法。
技术介绍
1、工业生产通常都离不开模具这一基础工具，在机械制造、无线电仪表、轿车、电器等工业部门中，超过六成的零部件都借助了模具成型。利用模具，能增大零件的精度与一致性，提高生产效率，并且能满足制造高度复杂零件的需求。随着工业的迅猛发展，对快速、精密的成型需求日益增大。因此，模具制造业的研究与创新，愈加广泛地受到社会的重视。由于传统制造模具的方法工艺复杂，耗时长，需要投入大量的成本，而slm是利用计算机设定特定复杂的3d模具模型，经切片软件处理得到程序文件，然后将程序文件导入3d打印机中，通过激光逐层熔化特定区域的金属粉末叠加形成模具零件。此种新型技术可在极短的时间内，打印出各种结构复杂的模具，成本低，可大批量生产，具有其他常规制造技术无法替代的优势。因此，选区激光熔化(slm)技术在模具成形领域脱颖而出。
2、现有研究表明，在通过选取激光熔化技术成形金属零件时，选用20-60μm的小层厚时，可使得金属零件表面粗糙度小，致密度高。但是小层厚意味着待加工层数的增加，机器需要大量的时间工作，严重影响打印效率，无法满足快速生产制造的需求。然而，大层厚条件会使得金属零件表面粗糙度严重恶化，并产生大量缺陷和孔隙。因此，为了提高3d打印效率，如何在大层厚条件下，也能保证打印零件表面孔隙率低、缺陷尺寸小，成为一个值得深入研究的问题。
技术实现思路
1、基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种低孔
2、本专利技术采用以下技术方案实现：
3、一种低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法，具体包括：在slm打印机中放置12cr9ni类型的模具钢粉末，设置打印参数，进行打印成形，得到低孔隙率模具钢；
4、所述打印参数具体为：铺粉层厚为75-85μm，扫描间距为0.10-0.12mm，激光功率为365-375w，扫描速度为875-895mm/s。
5、为了在大层厚条件下，打印出表面孔隙率低、缺陷尺寸小的模具钢，本领域技术人员通常通过调控打印参数以实现，但是slm常见的工艺调控参数(包括能量密度、激光功率、扫描间距、扫描速度、铺粉层厚)，但是这五个参数具有一定的关联性，能量密度＝激光功率/(扫描间距×扫描速度×铺粉层厚)，因此单一参数的改变，即会引起连锁反应，使得所打印成形模具钢的性能无法明确指向，专利技术人进行了大量实验研究，最终确定在本专利技术slm打印参数范围下进行模具钢的打印，既可实现高效率打印，又能获得高表面质量的模具钢。
6、优选地，所述打印参数具体为：铺粉层厚为80μm，扫描间距为0.11mm，激光功率为370w，扫描速度为885mm/s。
7、优选地，所述12cr9ni类型的模具钢粉末，其成分按重量百分比计包括：cr 10.5-13.2％，ni 8.3-10.1％，al 1.34-1.96％，mo 1.22-1.70％，si 0.03-0.10％，c 0.02-0.05％，余量为fe。
8、本专利技术的12cr9ni类型的模具钢粉末重量占比较大的是cr和ni，12cr9ni指的是cr的重量百分占比约为12％，ni的重量百分占比约为9％，高含量比例的cr和ni保证了模具钢的防锈性能和耐腐蚀性能；此种类型的金属粉末与本专利技术的slm打印参数相适配，从而在大层厚条件下，制备出表面质量好的模具钢。
9、优选地，所述12cr9ni类型的模具钢粉末，其成分按重量百分比计包括：cr11.74％，ni 9.5％，al 1.67％，mo 1.45％，si 0.06％，c 0.031％，余量为fe。
10、优选地，所述12cr9ni类型的模具钢粉末的粒径范围为15-53μm。
11、模具钢粉末粒径过小时，粉体易发生粘附团聚，导致粉体流动性下降，使粉料运输困难及铺粉不均匀，从而影响到打印精度；粉末粒径过大时，成形件的层间间隙就会较大，可能会导致成形件表面粗糙度增加、尺寸不准确、形状不规则等问题，本专利技术模具钢粉末粒径范围合适，有利于打印出质量好的成形件。
12、优选地，所述12cr9ni类型的模具钢粉末的松装密度为3.76-4.11g/cm3。
13、优选地，所述12cr9ni类型的模具钢粉末的霍尔流速为16.8-18.9s/50g。
14、本专利技术模具钢粉末霍尔流速在此区间范围内，表明粉末的流动性好，有利于铺粉均匀，对成形件质量起到积极作用。
15、优选地，在进行打印成形之前，启动加热装置对基板进行预热到130-150℃。
16、一种低孔隙率模具钢，其是按照上述低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法制得。
17、有益效果：
18、针对现有在大层厚slm打印条件下，所打印的金属零件表面缺陷多，孔隙率大的问题，本专利技术通过对多个打印参数进行优化，得到一种适用于12cr9ni类型的模具钢粉末打印工艺参数，并最终得到低孔隙率、缺陷尺寸极小的模具钢，实现高效率打印生产和模具钢高表面质量的同时兼顾，为企业增大了经济效益。同时，经大量实验论证，用本专利技术的打印工艺参数打印模具钢时，不受打印位置的局限，无论是在靠近打印机风口还是远离风口，成形样品的孔隙率和最大缺陷都无异常变化，稳定性好，进一步提高产能，提高效益。
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1.一种低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法，其特征在于，具体包括：在SLM打印机中放置12Cr9Ni类型的模具钢粉末，设置打印参数，进行打印成形，得到低孔隙率模具钢；
2.根据权利要求1所述低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述打印参数具体为：铺粉层厚为80μm，扫描间距为0.11mm，激光功率为370W，扫描速度为885mm/s。
3.根据权利要求1或2所述低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述12Cr9Ni类型的模具钢粉末，其成分按重量百分比计包括：Cr 10.5-13.2％，Ni8.3-10.1％，Al 1.34-1.96％，Mo 1.22-1.70％，Si 0.03-0.10％，C 0.02-0.05％，余量为Fe。
4.根据权利要求3所述低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述12Cr9Ni类型的模具钢粉末，其成分按重量百分比计包括：Cr 11.74％，Ni 9.5％，Al1.67％，Mo 1.45％，Si 0.06％，C 0.031％，余量为Fe。
6.根据权利要求1-5任一项所述低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述12Cr9Ni类型的模具钢粉末的松装密度为3.76-4.11g/cm3。
7.根据权利要求1-6任一项所述低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述12Cr9Ni类型的模具钢粉末的霍尔流速为16.8-18.9s/50g。
8.根据权利要求1所述低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法，其特征在于，在进行打印成形之前，启动加热装置对基板进行预热到130-150℃。
9.一种低孔隙率模具钢，其特征在于，其是按照权利要求1-8任一项所述低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法，其特征在于，具体包括：在slm打印机中放置12cr9ni类型的模具钢粉末，设置打印参数，进行打印成形，得到低孔隙率模具钢；
2.根据权利要求1所述低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述打印参数具体为：铺粉层厚为80μm，扫描间距为0.11mm，激光功率为370w，扫描速度为885mm/s。
3.根据权利要求1或2所述低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述12cr9ni类型的模具钢粉末，其成分按重量百分比计包括：cr 10.5-13.2％，ni8.3-10.1％，al 1.34-1.96％，mo 1.22-1.70％，si 0.03-0.10％，c 0.02-0.05％，余量为fe。
4.根据权利要求3所述低孔隙率模具钢大层厚下选区激光熔化成形方法，其特征在于，所述12cr9ni类型的模具钢粉末，其成分按重量百分比计包括：cr 11.74％，ni 9.5...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈大勇，武斌，秦东，
申请(专利权)人：安徽哈特三维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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