一种激光烧结快速成形材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种激光烧结快速成形材料的制备方法，其步骤为：首先将作为粘结剂的酚醛树脂或环氧树脂粉碎至５０μｍ以内；再将待烧结的金属或合金粉末与粉碎后的粘结剂加入到球磨机中，混合均匀即可；其中金属或合金粉末的粒度－２００目～－５００目，金属或合金粉末与粘结剂的质量比为１００∶２～１００∶５，混料球与各原料粉末的体积比为１∶２～１∶４。本发明专利技术具有工艺简单，加工周期短，成本低，且环保的特点。采用本发明专利技术方法制备的选择性激光烧结快速成形材料烧结性能好，粘结强度高，成形精度高。本发明专利技术有助于实现金属零件或模具的选择性激光烧结快速制造，拓宽了激光烧结技术成形粉末的范围，在快速成形领域具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于先进制造
，具体涉及选择性激光烧结间接法快速制造金属零件或模具的粉末材料的制备方法。
技术介绍
目前，金属零件或模具的生产和加工主要是通过机加工或铸造等方法制得。铸造一般采用蜡模、模板的压模及铸造用模具等，一般都是机加工和手工完成的，加工周期长、费用高。对于一些形状复杂的零件，如轮船和飞机发动机叶轮、汽车、坦克的缸体、缸盖等，模具的制造一直是制约我国制造业快速发展的瓶颈。快速成形技术为实现模具制造的短周期、多品种、低费用提供了一条捷径。目前世界上投入应用的快速成形方法有十多种，其中选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)技术具有十分广泛的应用领域，正受到越来越多的重视。利用SLS技术可以自动而迅速地从三维CAD模型直接制得任何形状复杂的金属零件或模具，其制造工艺过程包括金属粉末材料→激光逐层扫描烧结成形→后处理。即将金属粉末通过激光烧结得到金属的形坯件，这种形坯件往往是低密度的多孔状结构，强度和硬度较低，不能直接应用于实际生产需求，必须经过后处理。经后处理渗入第二相熔点较低的金属后直接形成金属零件或模具。在国内，选择性激光烧结快速成形技术已经开始研究，所用的粉末材料主要是塑料粉末(如聚苯乙烯、尼龙粉和聚碳酸酯粉末)、ABS粉、蜡粉和覆膜砂等粉末材料，对于金属粉末材料的制备及其烧结成形技术的研究还处于初步研究阶段。而目前，金属粉末材料的制备大多数还是采用覆膜金属粉末的方法，而这种方法是对被覆膜金属粉末进行包括清洗油脂、氧化物以及润湿的表面处理，然后制备包覆溶液和表面处理后的金属粉末混和、烘干，再经粉碎、添加其它元素，制得用于激光烧结快速成形金属零件或模具的覆膜金属粉末。上述的这种制备方法工艺复杂，加工周期长，成本高，而且对环境不利。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供，该方法所制备的快速成形材料具有烧结性能好，成形精度高的优点。本专利技术提供的，其步骤为首先将作为粘结剂的酚醛树脂或环氧树脂粉碎至50μm以内；再将待烧结的金属或合金粉末与粉碎后的粘结剂加入到球磨机中，混合均匀即可；其中金属或合金粉末的粒度为-200目～-500目，金属或合金粉末与粘结剂的质量比为100∶2～100∶5，混料球与各原料粉末的体积比为1∶2～1∶4。本专利技术具有工艺简单，加工周期短，成本低，且环保的特点。采用本专利技术方法制备的选择性激光烧结快速成形材料烧结性能好，粘结强度高，成形精度高。本专利技术有助于实现金属零件或模具的选择性激光烧结快速制造，拓宽了激光烧结技术成形粉末的范围，在快速成形领域具有广泛的应用前景。具体的实施方式下面结合具体的实例对本专利技术作进一步的说明。实施例1首先将块状的环氧树脂E12粉碎加工至粒径为5mm左右，然后将粒径位5mm的环氧树脂颗粒进一步在气流流化床中进行粉碎加工至粒径为15μm的粉末，取1000克-200目的316L不锈钢粉，然后将316L不锈钢粉和环氧树脂粉末按质量比为100∶2的比例放入混粉机，并按与原料的体积比1∶2加入混料球，混和1个小时。实施例2首先将块状的粘结剂粉碎加工至粒径为5mm左右，然后将粒径位5mm的酚醛树脂颗粒进一步在气流流化床中进行粉碎加工至粒径为10μm的粉末，取1000克-300目的Fe粉和石墨粉(100∶5)作为合金粉，最后将合金粉和酚醛树脂粉末按质量比为100∶3的比例作为烧结原料放入混粉机，最后按与原料的体积比1∶3加入混料球，混和1.5个小时即可。实施例3首先将块状的环氧树脂粉碎加工至粒径为5mm左右，然后将粒径位5mm的环氧树脂颗粒进一步在气流流化床中进行粉碎加工至粒径为20μm的粉末，取1000克-500目的Fe粉和Cu粉、Ni粉和石墨粉(100∶4.5∶2.5∶1)作为合金粉，最后将合金粉和环氧树脂粉末按质量比为100∶5的比例放入混粉机作为烧结原料，最后按与原料的体积比1∶4加入混料球，混和2个小时至均匀即可。本专利技术方法中所使用的待烧结金属或合金粉末与现有的制备快速成形材料所使用的原料相同。通常选用Fe粉或Fe基合金粉，也可以是Al-Mg-Si等合金粉末。金属或合金粉末的粒度为-200～-500目。Fe基合金粉是在Fe粉中加入Cu粉、Al粉、Ni粉、Ni粉或石墨等其它粉末，其中Fe粉与其它粉末的质量比≤100∶8。本专利技术所使用的粘结剂粒径小于50μm即可，但粒径越小效果越好。受加工工艺的影响，通常难以加工到10μm以下。本专利技术制得的适用于激光烧结快速成形金属零件或模具的粉末材料，经测试检验，其主要性能指标如下外观灰色粒度-200～-500目加工成形温度200～300℃收缩率＜0.5％。权利要求1.，其步骤为首先将作为粘结剂的酚醛树脂或环氧树脂粉碎至50μm以内；再将待烧结的金属或合金粉末与粉碎后的粘结剂加入到球磨机中，混合均匀即可；其中金属或合金粉末的粒度-200目～-500目，金属或合金粉末与粘结剂的质量比为100∶2～100∶5，混料球与各原料粉末的体积比为1∶2～1∶4。全文摘要本专利技术公开了，其步骤为首先将作为粘结剂的酚醛树脂或环氧树脂粉碎至50μm以内；再将待烧结的金属或合金粉末与粉碎后的粘结剂加入到球磨机中，混合均匀即可；其中金属或合金粉末的粒度－200目～－500目，金属或合金粉末与粘结剂的质量比为100∶2～100∶5，混料球与各原料粉末的体积比为1∶2～1∶4。本专利技术具有工艺简单，加工周期短，成本低，且环保的特点。采用本专利技术方法制备的选择性激光烧结快速成形材料烧结性能好，粘结强度高，成形精度高。本专利技术有助于实现金属零件或模具的选择性激光烧结快速制造，拓宽了激光烧结技术成形粉末的范围，在快速成形领域具有广泛的应用前景。文档编号B22F3/105GK1785555SQ20051002001公开日2006年6月14日 申请日期2005年12月16日 优先权日2005年12月16日专利技术者史玉升, 黄树槐, 刘锦辉, 陈继兵 申请人:华中科技大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光烧结快速成形材料的制备方法，其步骤为：首先将作为粘结剂的酚醛树脂或环氧树脂粉碎至５０μｍ以内；再将待烧结的金属或合金粉末与粉碎后的粘结剂加入到球磨机中，混合均匀即可；其中金属或合金粉末的粒度－２００目～－５００目，金属或合金 粉末与粘结剂的质量比为１００∶２～１００∶５，混料球与各原料粉末的体积比为１∶２～１∶４。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史玉升，黄树槐，刘锦辉，陈继兵，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]