一种3D打印用不锈钢粉末制造技术

本发明专利技术属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印用不锈钢粉末，包括以下重量百分比的各组分：14.0‑15.5%的Cr，3.0‑5.5%的Ni，0.5‑1.5%的Cu，0.3‑0.8%的Si，0.5‑1.0%的Mn，0.05‑0.2%的Nb+V，0.05%以下的C，0.03%以下的S，0.03%以下的P，0.02%以下的O，余量的Fe。本发明专利技术的不锈钢粉末所制备的3D打印不锈钢制品具有良好的耐腐蚀性能，同时具有较高的强度和韧性；不锈钢粉末中添加了Nb和V，且Nb与V的质量比为1:3‑5，由于铌的原子尺寸大于铁，有利于抑制再结晶形核，从而阻止再结晶的发生，同时，由于铌的完全固溶温度较高，而钒可在较低的温度下实现固溶，因此将铌和钒复配使用，钒优先在较低的温度下发生固溶，起到沉淀强化的作用，而在温度较低时，大部分铌尚未溶解，有利于细化晶粒，提高强度。

A Stainless Steel Powder for 3D Printing

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印用不锈钢粉末
本专利技术属于3D打印
，具体涉及一种3D打印用不锈钢粉末。
技术介绍
3D打印是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凳可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印技术作为一种新型的增材制造技术，其低成本、短周期、智能化与环保的特点，符合当前环保与转型智能制造的发展战略，被作为工业4.0九大技术支柱之一，拥有着无可比拟的发展优势和前景。目前金属或合金类3D打印材料的研究主要集中在高强度方面，而在3D打印用耐腐蚀金属材料方面的研究较少，限制了3D打印技术在许多对耐腐蚀要求较高的领域中的应用，比如海洋工程领域。
技术实现思路
为了获得耐腐蚀性能良好的3D打印用不锈钢粉末，本专利技术公开了一种3D打印用不锈钢粉末，该不锈钢粉末良好的耐腐蚀性能，同时具有较高的强度和韧性。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种3D打印用不锈钢粉末，包括以下重量百分比的各组分：14.0-15.5％的Cr，3.0-5.5％的Ni，0.5-1.5％的Cu，0.3-0.8％的Si，0.5-1.0％的Mn，0.05-0.2％的Nb+V，0.05％以下的C，0.03％以下的S，0.03％以下的P，0.02％以下的O，余量的Fe。作为优选，上述Nb+V中Nb与V的质量比为1:3-5。作为优选，上述3D打印用不锈钢粉末，由如下步骤制得：(1)按各组分重量百分比进行定量配料，然后在气体保护和超声搅拌下，按照Fe、Cr、Ni、Nb+V、其他元素的顺序依次熔炼，保温2-3h，得到熔液；(2)在氨气和氩气混合气氛下，对步骤(1)得到的熔液进行雾化处理，得到初级不锈钢粉末；(3)将步骤(2)获得的初级不锈钢粉末进行固溶处理；(4)将步骤(3)中固溶处理后的不锈钢粉末进行时效处理；(5)将步骤(4)中时效处理后的不锈钢粉末进行筛分，得到粒径为15-48μm的不锈钢粉末。作为优选，上述步骤(1)中气体保护所用的气体为氩气。作为优选，上述步骤(2)中氨气和氩气的体积比为1:5-6。作为优选，上述步骤(2)中的雾化处理方式为超声雾化。作为优选，上述步骤(3)中固溶处理的方法为：真空条件下，在1000-1050℃保温3-5h，然后空冷至室温。作为优选，上述步骤(4)中时效处理的方法为：真空条件下，在480-490℃保温1-2h，然后空冷至室温。本专利技术具有如下的有益效果：(1)本专利技术的不锈钢粉末所制备的3D打印不锈钢制品具有良好的耐腐蚀性能，同时具有较高的强度和韧性；(2)本专利技术的不锈钢粉末中添加了Nb和V，且Nb与V的质量比为1:3-5，由于铌的原子尺寸大于铁，有利于抑制再结晶形核，从而阻止再结晶的发生，同时，由于铌的完全固溶温度较高，而钒可在较低的温度下实现固溶，因此将铌和钒复配使用，钒优先在较低的温度下发生固溶，起到沉淀强化的作用，而在温度较低时，大部分铌尚未溶解，有利于细化晶粒，提高材料强度，实验发现，Nb与V之间1:3-5的质量比可以获得最优的效果；(3)本专利技术在氨气和氩气混合气氛下对熔液进行雾化处理获得不锈钢粉末，有利于增加氮含量，可以有效防止点蚀和缝隙腐蚀的发生，进一步提高材料的耐蚀性能，同时控制氨气和氩气的体积比为1:5-6，避免氮含量过高而引起脆性增加；(4)本专利技术确定了所制备不锈钢粉末的最佳固溶处理工艺和时效处理工艺，有助于获得最优的强度、韧性和耐蚀性能。具体实施方式现在结合实施例对本专利技术作进一步详细的说明。3D打印用不锈钢粉末的制备方法为：(1)按各组分重量百分比进行定量配料，然后在气体保护和超声搅拌下，按照Fe、Cr、Ni、Nb+V、其他元素的顺序依次熔炼，保温2-3h，得到熔液；(2)在氨气和氩气混合气氛下，对步骤(1)得到的熔液进行雾化处理，得到初级不锈钢粉末；(3)将步骤(2)获得的初级不锈钢粉末进行固溶处理；(4)将步骤(3)中固溶处理后的不锈钢粉末进行时效处理；(5)将步骤(4)中时效处理后的不锈钢粉末进行筛分，得到粒径为15-48μm的不锈钢粉末。其中，步骤(1)中气体保护所用的气体为氩气。步骤(2)中的雾化处理方式为超声雾化。实施例1-4和对比例1-11各参数见表1。表1对比例12与实施例1基本相同，不同之处在于，原料熔炼顺序为Nb+V、Fe、Cr、Ni、其他元素。对比例13与实施例1基本相同，不同之处在于，原料熔炼顺序为Fe、Nb+V、Cr、Ni、其他元素。将实施例1-4和对比例1-13所制备的不锈钢粉末分别采用SLS选区激光打印机进行打印，打印样品经热处理后加工成试样，测试抗拉强度，测试标准为GB/T228.1-2010。实施例1-4和对比例1-13的性能测试结果见表2。表2以上述依据本专利技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项专利技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项专利技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印用不锈钢粉末，其特征在于：包括以下重量百分比的各组分：14.0‑15.5%的Cr，3.0‑5.5%的Ni，0.5‑1.5%的Cu，0.3‑0.8%的Si，0.5‑1.0%的Mn，0.05‑0.2%的Nb+V， 0.05%以下的C，0.03%以下的S，0.03%以下的P，0.02%以下的O，余量的Fe。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印用不锈钢粉末，其特征在于：包括以下重量百分比的各组分：14.0-15.5%的Cr，3.0-5.5%的Ni，0.5-1.5%的Cu，0.3-0.8%的Si，0.5-1.0%的Mn，0.05-0.2%的Nb+V，0.05%以下的C，0.03%以下的S，0.03%以下的P，0.02%以下的O，余量的Fe。2.如权利要求1所述的3D打印用不锈钢粉末，其特征在于：所述Nb+V中Nb与V的质量比为1:3-5。3.如权利要求1-2任一项所述的3D打印用不锈钢粉末，其特征在于：由如下步骤制得：（1）按各组分重量百分比进行定量配料，然后在气体保护和超声搅拌下，按照Fe、Cr、Ni、Nb+V、其他元素的顺序依次熔炼，保温2-3h，得到熔液；（2）在氨气和氩气混合气氛下，对步骤（1）得到的熔液进行雾化处理，得到初级不锈钢粉末；（3）将步骤（2）获得的初级不锈钢粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋红军，王均，
申请(专利权)人：丹阳宝盈新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32