【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属材料加工，具体涉及一种3d打印不锈钢的硬化处理方法和应用。
技术介绍
1、沉淀硬化不锈钢具有较高的强度和优良的延展性，被广泛应用于航空航天和石油化工等领域，其高强度主要来源于时效热处理后纳米铜颗粒的析出导致的沉淀硬化效果。然而，沉淀硬化不锈钢硬度高，切削性能较差，这对于传统的减材加工方法而言是一个很大的挑战，很难加工出具有复杂形状的沉淀硬化不锈钢产品。而金属3d打印技术通过将材料逐层堆积的方法来制造金属零件，具有高成形自由度和较短的制造周期，可以快速制造出具有复杂几何结构的零件。金属3d打印技术具有生产效率高、生产成本低、成形自由度高等优点，正成为制备沉淀硬化不锈钢的一种高效制造方法，尤其适用于小批量复杂零件的生产。
2、通常来讲，为了达到较高的强度，沉淀硬化不锈钢往往需要经过数小时的时效热处理，造成了能源和时间的浪费，还容易破坏3d打印不锈钢的原始微观结构，造成晶粒粗化进而损害材料的力学性能。
3、因此，如何改善沉淀硬化不锈钢的可加工性，满足复杂形状的加工要求，提高生产效率和性能，是当下需要解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种3d打印不锈钢的硬化处理方法，该方法简单高效，保留了3d打印不锈钢的原始微观结构，能获得更为优异的性能，可用于复杂形状的不锈钢产品的加工。
2、本专利技术还提供一种3d打印沉淀硬化不锈钢。
3、本专利技术还提供一种3d打印
4、具体而言，本专利技术第一方面实施方式涉及一种3d打印不锈钢的硬化处理方法，包括步骤：
5、制备3d打印沉淀硬化型不锈钢制件；
6、将所述3d打印沉淀硬化型不锈钢制件置于620-650℃保温后，进行淬火；
7、淬火后的制件在脉冲宽度为0.9-1.1ms、电流密度为0.8-0.9ka/mm2、频率为0.2-0.3hz条件下进行电脉冲处理。
8、根据本专利技术第一方面实施方式的3d打印不锈钢的硬化处理方法，至少具有如下有益效果：
9、在电脉冲处理前进行保温，使得制件中形成大量的空位，淬火处理后，样品在保温过程的大量空位得以保留，为cu的析出提供更多的形核位点，并保留3d打印所形成的原始微观结构，有效保证了材料的力学性能。保温温度对材料性能有明显影响，温度过低性能提升不明显，温度过高会使材料变形，也难以保证改性效果。
10、3d打印晶粒小，位错密度高，位错的存在会大大降低cu原子的扩散激活能，使得cu原子沿位错扩散，并在位错中快速形核长大，而在传统工艺制备的沉淀硬化型不锈钢(ph不锈钢)中的位错较少，不利于cu原子的扩散，比较而言，采用3d打印工艺制备ph不锈钢，会使得电脉冲的改性效果增加。
11、在特定的脉冲处理参数下，利用脉冲电流热效应和非热效应的耦合作用，降低了富cu颗粒的形核能，使cu在空位和位错处快速地形核和长大，进而实现ph不锈钢中纳米cu颗粒的快速析出，实现沉淀硬化，大大提升ph不锈钢的硬度。
12、相较于传统的热处理工艺，本方法简单快速高效，相较于传统的减材加工方法，本方法满足复杂形状ph不锈钢的加工要求，解决了现有工艺方法耗时长、能源浪费和可加工性不足等技术问题，同时大大提升了材料性能。
13、根据本专利技术的一些实施方式，其中，3d打印工艺采用粉末床熔融工艺。具体地，可以采用激光粉末床熔融工艺或电子束粉末床熔融工艺。
14、根据本专利技术的一些实施方式，其中，ph不锈钢的材质选自马氏体/奥氏体双相不锈钢。
15、ph不锈钢通常具有双相结构，由于cu只能从马氏体中析出，因此，马氏体相的含量会影响析出强化效果，马氏体相越多，cu能析出的位置就越多。保温温度低于ph不锈钢的奥氏体相变温度，不会产生逆转奥氏体，能够很好保留3d打印的原始微观结构。
16、根据本专利技术的一些实施方式，ph不锈钢的材质选自15-5ph不锈钢或17-4ph不锈钢。
17、根据本专利技术的一些实施方式，所述保温的温度为620℃、630℃、640℃、650℃或它们之间的任意温度。
18、根据本专利技术的一些实施方式，所述保温的时间＜1h。保温时间过长，可能导致晶粒粗化，也可能引起cu析出相的析出，不利于材料性能的提升，还会增加生产成本。
19、根据本专利技术的一些实施方式，所述保温的时间为5-30mins，具体可以是5mins、10mins、15mins、20mins、25mins、30mins或它们之间的任意时间。
20、根据本专利技术的一些实施方式，所述保温的时间为5-15mins。
21、根据本专利技术的一些实施方式，所述电脉冲处理的时间为2-12mins，例如可以是2mins、4mins、6mins、8mins、10mins、12mins或它们之间的任意时间。
22、根据本专利技术的一些实施方式，所述电脉冲处理过程中，制件的温度为380-400℃。控制电脉冲参数，如脉冲宽度、频率、电流密度，可以调节电脉冲过程中制件的温度，在该温度范围内配合控制电脉冲参数在本申请限定的范围，利于进一步提高cu的析出速率。
23、根据本专利技术的一些实施方式，还包括，在电脉冲处理过程中测试制件温度的操作。
24、根据本专利技术的一些实施方式，制件温度采用热电偶测试。具体地，可以将热电偶的测试端放置在样品的待测表面的几何中心位置进行测试。
25、根据本专利技术的一些实施方式，还包括，在电脉冲处理前将制件与脉冲发生设备的正极和负极固定，正极和负极相对于制件呈对称分布，提高电脉冲处理过程中制件受力均匀性，同时使电极与制件之间保持贴合。
26、根据本专利技术的一些实施方式，还包括，在所述电脉冲处理前，对淬火后的制件进行打磨。
27、根据本专利技术的一些实施方式，所述打磨的目数不低于400目。
28、根据本专利技术的一些实施方式，所述打磨的目数为400目-1200目。
29、根据本专利技术的一些实施方式，所述打磨采用多段式且打磨目数逐级递增的方式进行，多段式打磨可以更快速获得细腻平整表面。
30、根据本专利技术的一些实施方式，所述打磨前还包括对淬火后的制件进行切割。
31、根据本专利技术的一些实施方式，所述淬火的介质选自水或空气。
32、本专利技术第二方面实施方式涉及采用所述的3d打印不锈钢的硬化处理方法所制得的ph不锈钢制件。
33、所述ph不锈钢制件可以兼具高硬度和复杂结构，同时因生产效率高、能耗低，还具备成本上的优势。
34、本专利技术第三方面实施方式涉及所述的3d打印不锈钢的硬化处理方法在制备ph不锈钢零件中的应用。
35、鉴于该硬化处理方法的上述优势，其适用于复杂结构的ph不锈钢零件生产，提高材料硬度和生产效率，降低生产成本。
36、定义
【技术保护点】
1.一种3D打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：包括步骤：
2.根据权利要求1所述的3D打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：其中，沉淀硬化型不锈钢的材质选自马氏体/奥氏体双相不锈钢。
3.根据权利要求1所述的3D打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：其中，沉淀硬化型不锈钢的材质选自15-5PH不锈钢或17-4PH不锈钢。
4.根据权利要求1所述的3D打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：所述电脉冲处理的时间为2-12mins。
5.根据权利要求1或4所述的3D打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：所述电脉冲处理的过程中，制件的温度为380-400℃。
6.根据权利要求1所述的3D打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：所述保温的时间＜1h。
7.根据权利要求1所述的3D打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：其中，3D打印工艺采用粉末床熔融工艺。
8.根据权利要求1所述的3D打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：所述淬火的介质选自水或空气。
9.一种沉淀硬化不锈钢制件，其特征在于，采用
10.如权利要求1-8任一项所述的3D打印不锈钢的硬化处理方法在制备沉淀硬化不锈钢零件中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种3d打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：包括步骤：
2.根据权利要求1所述的3d打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：其中，沉淀硬化型不锈钢的材质选自马氏体/奥氏体双相不锈钢。
3.根据权利要求1所述的3d打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：其中，沉淀硬化型不锈钢的材质选自15-5ph不锈钢或17-4ph不锈钢。
4.根据权利要求1所述的3d打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：所述电脉冲处理的时间为2-12mins。
5.根据权利要求1或4所述的3d打印不锈钢的硬化处理方法，其特征在于：所述电脉冲处理的过程中，制件的温...
【专利技术属性】
技术研发人员：祁原深，吕秉华，谢红波，
申请(专利权)人：广东以色列理工学院，
类型：发明
国别省市：
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