一种利用3D打印制备模具材料的方法与流程

本发明涉及模具
技术领域：
，具体涉及一种利用3d打印制备模具材料的方法。
背景技术：
：现有模具材料主要采用铸造-锻造工艺制造，采用铸造工艺生产的模具材料会存在严重的偏析，主要表现为：大尺寸模具材料，由于心部和边缘的冷却速率不同，使得晶粒分布不均匀且心部晶粒粗大；高合金模具材料，则会有粗大碳化物产生；为了消除上述偏析则需要大的变形量和多道次的变形加工，从而使得工艺反复、对锻造工艺控制要求也较高。技术实现要素：有鉴于此，本发明期望提供一种利用3d打印制备模具材料的方法，工艺简单、晶粒细小、碳化物均匀，能够提高模具材料的强韧性和耐磨性。为达到上述目的，本发明提供了一种利用3d打印制备模具材料的方法，包括以下步骤：a)采用气雾化工艺制备原料粉末，所述原料粉末成分质量百分比：c为0.1%~0.5%、cr为5%~6%、v为3%~10%、mo为1%~2%，剩余量为fe，粒度为-325目；b)将所需尺寸进行三维建模，同时由铺粉辊将所述原料粉末铺至3d打印平台，然后将模型切片处理，输入打印机，采用氮气气氛进行slm打印，打印底板加热150℃，激光功率为70w~130w，激光扫描速度为400mm/s~600mm/s；c)打印结束后进行去应力退火，900℃固溶1h，530℃×3h炉冷，得模具材料。优选地，所述步骤a)中c为0.1%、cr为5%、v为6%、mo为1%，剩余量为fe。优选地，所述步骤a)中c为0.2%、cr为5.5%、v为3%、mo为2%，剩余量为fe。优选地，所述步骤a)中c为0.5%、cr为6%、v为10%、mo为1.5%，剩余量为fe。优选地，所述步骤b)中激光功率为70w，激光扫描速度为400mm/s。优选地，所述步骤b)中激光功率为90w，激光扫描速度为600mm/s。优选地，所述步骤b)中激光功率为130w，激光扫描速度为500mm/s。本发明有益效果如下：本发明工艺简单、晶粒细小、碳化物均匀，能够提高模具材料的强韧性和耐磨性。附图说明图1为本发明实施例3制得的模具材料微观组织图。具体实施方式为了能够更加详尽地了解本发明的特点与技术内容，下面对本发明的实现进行详细阐述。本发明一种利用3d打印制备模具材料的方法，包括以下步骤：a)采用气雾化工艺制备原料粉末，所述原料粉末成分质量百分比：c为0.1%~0.5%、cr为5%~6%、v为3%~10%、mo为1%~2%，剩余量为fe，粒度为-325目；b)将所需尺寸进行三维建模，同时由铺粉辊将所述原料粉末铺至3d打印平台，然后将模型切片处理，输入打印机，采用氮气气氛进行slm打印，打印底板加热150℃，激光功率为70w~130w，激光扫描速度为400mm/s~600mm/s；这里，采用氮气气氛打印可以生成氮化钒，能够提高模具材料的耐磨性；c)打印结束后进行去应力退火，900℃固溶1h，530℃×3h炉冷，得模具材料。优选地，所述步骤a)中c为0.1%、cr为5%、v为6%、mo为1%，剩余量为fe。优选地，所述步骤a)中c为0.2%、cr为5.5%、v为3%、mo为2%，剩余量为fe。优选地，所述步骤a)中c为0.5%、cr为6%、v为10%、mo为1.5%，剩余量为fe。优选地，所述步骤b)中激光功率为70w，激光扫描速度为400mm/s。优选地，所述步骤b)中激光功率为90w，激光扫描速度为600mm/s。优选地，所述步骤b)中激光功率为130w，激光扫描速度为500mm/s。需要注意的是将本发明步骤a)应用于3d打印还可以直接制备出模具。实施例1a)采用气雾化工艺制备原料粉末，所述原料粉末成分质量百分比：c为0.1%、cr为5%、v为6%、mo为1%，剩余量为fe，粒度为-325目；b)按照100*100*100mm体积进行三维建模，同时由铺粉辊将所述原料粉末铺至3d打印平台，然后将模型切片处理，输入打印机，采用氮气气氛进行slm打印，打印底板加热150℃，激光功率为70w，激光扫描速度为400mm/s；c)打印结束后进行去应力退火，900℃固溶1h，530℃×3h炉冷，得模具材料；测得模具材料的强度为3000mpa，硬度为52hrc。实施例2a)采用气雾化工艺制备原料粉末，所述原料粉末成分质量百分比：c为0.2%、cr为5.5%、v为3%、mo为2%，剩余量为fe，粒度为-325目；b)按照100*100*100mm体积进行三维建模，同时由铺粉辊将所述原料粉末铺至3d打印平台，然后将模型切片处理，输入打印机，采用氮气气氛进行slm打印，打印底板加热150℃，激光功率为90w，激光扫描速度为600mm/s；c)打印结束后进行去应力退火，900℃固溶1h，530℃×3h炉冷，得模具材料；测得模具材料的强度为3200mpa，硬度为55hrc。实施例3a)采用气雾化工艺制备原料粉末，所述原料粉末成分质量百分比：c为0.5%、cr为6%、v为10%、mo为1.5%，剩余量为fe，粒度为-325目；b)按照100*100*100mm体积进行三维建模，同时由铺粉辊将所述原料粉末铺至3d打印平台，然后将模型切片处理，输入打印机，采用氮气气氛进行slm打印，打印底板加热150℃，激光功率为130w，激光扫描速度为500mm/s；c)打印结束后进行去应力退火，900℃固溶1h，530℃×3h炉冷，得模具材料；测得模具材料的强度为3200mpa，硬度为55hrc；本实施例制得的模具材料微观组织图如图1所示，可知模具材料中晶粒细小，尺寸小于2μm，碳化物分布均匀。各个实施例制备的模具材料强度和硬度如表1所示。表1模具材料强度和硬度实施例强度/mpa硬度/hrc130005223200553360058由表1中各实施例测得数据可知，本发明制备的模具材料能够提高模具材料的强韧性，且本发明方法工艺简单、晶粒细小、碳化物均匀，能够提高模具材料的耐磨性。以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的保护范围，故凡依照本发明专利范围所做的等效变化或修饰，均属于本发明专利权利要求范围内。当前第1页1 2 3