一種快速成型復(fù)合硬質(zhì)合金粉末成型導(dǎo)衛(wèi)輥的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速成型復(fù)合硬質(zhì)合金粉末成型導(dǎo)衛(wèi)輥的方法。包括配料：步驟一，配料：50％?55％的Cr12MoV粉末、18％?23％1Cr18Mn8Ni5N粉末和15％?20％1Cr18Ni9Ti粉末，余量為Fe粉末和硼鐵粉末，其中Fe粉末和硼鐵粉末的比例為10:1；步驟二，濕磨；步驟三，篩分和干燥；步驟四，3D打印機(jī)成型。本發(fā)明采用的金屬3D打印機(jī)工藝進(jìn)行制備導(dǎo)衛(wèi)輥，通過將5Cr12MoV粉末、1Cr18Mn8Ni5N粉末和1Cr18Ni9Ti粉末，余量Fe粉末和硼鐵粉末進(jìn)行3D打印零件成型的基材，具有一次成型，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，韌性以及微觀晶體的成型的相對(duì)密度達(dá)到99％，有效的提高零件的使用壽命，具有成型速度快，提高型材成型時(shí)的精度。
【專利說明】
一種快速成型復(fù)合硬質(zhì)合金粉末成型導(dǎo)衛(wèi)輥的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于導(dǎo)衛(wèi)輥技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種快速成型復(fù)合硬質(zhì)合金粉末成型導(dǎo)衛(wèi)輥的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)衛(wèi)輥是在熱乳棒材生產(chǎn)線中消耗量較大的重要備件，是乳鋼導(dǎo)衛(wèi)總成中的關(guān)鍵部件，影坰著乳機(jī)作業(yè)率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。使用的很多導(dǎo)衛(wèi)件耐熱性能不足，出現(xiàn)粘鋼等現(xiàn)象，還有一些工藝件耐磨性、熱疲勞性能不好，影響了使用壽命以及乳材質(zhì)量。
[0003]硬度磨損的物理本質(zhì)是一種特殊形式的斷裂過程，發(fā)生在磨損件的表層和亞表層。在考慮硬度值時(shí)，不能簡(jiǎn)單認(rèn)為硬度越高耐磨性越好，要充分考慮其在各種狀態(tài)下的硬度。比如:工作過程中由于表面硬化或軟化而改變了的硬度；由于與高溫乳件接觸而使表面溫度升高，要考慮髙溫硬度。
[0004]3D打印技術(shù)(3D printing)，即快速成形技術(shù)(Rapid prototype)的一種，又稱為“增材制造技術(shù)”。所謂“增材制造”是指區(qū)別于傳統(tǒng)的“去除型”制造，不需要原胚和模具，直接根據(jù)計(jì)算機(jī)圖形數(shù)據(jù)，通過增加材料的方法生成任何形狀的物體，最大的優(yōu)點(diǎn)就是能簡(jiǎn)化制造程序，縮短新產(chǎn)品研制周期，降低開發(fā)成本和風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]目前，金屬結(jié)構(gòu)的3D打印技術(shù)常用到的方法如下:
[0006]激光熔覆快速制造技術(shù)，也即是激光熔覆技術(shù)+快速原型技術(shù)，是由美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的David Keicher發(fā)明的。
[0007]電子束恪融快速制造技術(shù)Electron Beam Melting(EBM)是近年來發(fā)展起來的一種新型金屬零件直接制造技術(shù)。
[0008]選區(qū)激光恪化(Selective Laser Melting，SLM)，采用金屬粉末為基本材料;是近年出現(xiàn)的一種最新的快速成型技術(shù)，是快速原型制造的最新發(fā)展形式之一。在北京航空航天大學(xué)展臺(tái)處，一具使用大型金屬構(gòu)件激光增材制造(即3D打印)技術(shù)所生產(chǎn)的大型部件吸引了眾人的眼球。據(jù)了解，這款以實(shí)物展出的大型飛行器構(gòu)件，是迄今國(guó)際上最大的激光增材制造主承力關(guān)鍵鈦合金構(gòu)件飛機(jī)機(jī)身整體加強(qiáng)框，無模、整體、快速研制。該部件是首次在航展上曝光，作為大型客機(jī)的承重部件，已經(jīng)能夠使用國(guó)產(chǎn)的3D打印技術(shù)制造。
[0009]等離子束快速成形技術(shù)應(yīng)用于金屬零件的3D打印方面還在基礎(chǔ)研究階段，仍然有較多的局限性，如等離子束相比激光的能量集中性能來說還是較差，這就導(dǎo)致近凈成形制備工件時(shí)，在多層堆積時(shí)，上一層會(huì)傾向于從已堆積的層片邊緣流淌，造成水平方向和豎直方向的粗糙度都較大，甚至得不到所需形狀。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種快速成型復(fù)合硬質(zhì)合金粉末成型導(dǎo)衛(wèi)輥的方法，通過采用的金屬3D打印機(jī)工藝進(jìn)行制備導(dǎo)衛(wèi)輥，通過將Crl2MoV粉末、lCrl8Mn8Ni5N粉末和lCrl8Ni9Ti粉末混合加入Fe粉末進(jìn)行3D打印零件成型的基材成型零件。
[0011]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0012]本發(fā)明為一種快速成型復(fù)合硬質(zhì)合金粉末成型導(dǎo)衛(wèi)輥的方法，包括如下步驟:
[0013]步驟一，配料:50%-55%的01210￥粉末、18%-23%10181118附5~粉末和15%-20% lCrl8Ni9Ti粉末，余量為Fe粉末和硼鐵粉末，其中Fe粉末和硼鐵粉末的比例為10:1;
[0014]A Crl2MoV粉末的制備:將Crl2MoV置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h_50h，形成 5-9μπι 的 Crl2MoV 粉末；
[0015]B lCrl8Mn8Ni5N:將lCrl8Mn8Ni5r^t末置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h，形成5-9口111的10181118祖5~粉末；
[0016]C lCrl8Ni9T1:將lCrl8Ni9Ti粉末置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h,形成 5-9μπι 的 lCrl8Ni9Ti 粉末；
[0017]步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料50%-55%的Crl2MoV粉末、18%-23%lCrl8Mn8Ni5N粉末和15%-20%lCrl8Ni9Ti粉末，余量為Fe粉末，以液體乙醇為球磨介質(zhì)，球磨過程中加入四氯化鈦，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速在90-100r/min，球磨時(shí)間在10-30min;
[0018]步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進(jìn)行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機(jī)毛坯成型；
[0019]步驟四，3D打印機(jī)成型:將步驟三裝入3D打印機(jī)中，通過輸入的導(dǎo)衛(wèi)輥結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0020]進(jìn)一步地，所述步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進(jìn)行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機(jī)毛坯成型，采用的3D打印機(jī)為基于電子束熔融快速制造技術(shù)的打印機(jī)。
[0021]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]本發(fā)明采用的金屬3D打印機(jī)工藝進(jìn)行制備導(dǎo)衛(wèi)輥，通過將5CrI 2Mo V粉末、lCrl8Mn8Ni5N粉末和lCrl8Ni9Ti粉末，余量Fe粉末和硼鐵粉末進(jìn)行3D打印零件成型的基材，具有一次成型，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，韌性以及微觀晶體的成型的相對(duì)密度達(dá)到99%，有效的提高零件的使用壽命，具有成型速度快，提高型材成型時(shí)的精度。
[0023]當(dāng)然，實(shí)施本發(fā)明的任一產(chǎn)品并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025]實(shí)施例一
[0026]步驟一，配料:50%的 Crl2MoV 粉末、18%10181118祖5~粉末和15%1018祖91^粉末，余量為17%的Fe粉末和硼鐵粉末，其中Fe粉末和硼鐵粉末的比例為10:1;
[0027]A Crl2MoV粉末的制備:將Crl2MoV置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h_50h，形成 5-9μπι 的 Crl2MoV 粉末；
[0028]B lCrl8Mn8Ni5N:將lCrl8Mn8Ni5r^t末置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h，形成5-9口111的10181118祖5~粉末；
[0029]C lCrl8Ni9T1:將lCrl8Ni9Ti粉末置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h,形成 5-9μπι 的 lCrl8Ni9Ti 粉末；
[0030]步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料50%的Crl2MoV粉末、18% ICrlSMnSNiSr^v末和15% lCrl8Ni9Ti粉末，余量為17%的Fe粉末和硼鐵粉末，以液體乙醇為球磨介質(zhì)，球磨過程中加入四氯化鈦，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速在90-100r/min，球磨時(shí)間在10-30min;
[0031 ]步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進(jìn)行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機(jī)毛坯成型；
[0032]步驟四，3D打印機(jī)成型:將步驟三裝入3D打印機(jī)中，通過輸入的導(dǎo)衛(wèi)輥結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0033]通過低含量的50%的Crl2MoV粉末、18%10181118附5~粉末和15%1018祖91^粉末，余量為17 %的Fe粉末和硼鐵粉末，作為基材成分，高含量的Fe粉末，經(jīng)過該導(dǎo)衛(wèi)輥10h，100m/s的速度滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)，表面出現(xiàn)損傷，和表面粘鋼。
[0034]實(shí)施例二
[0035]一種快速成型復(fù)合硬質(zhì)合金粉末成型導(dǎo)衛(wèi)輥的方法，如下步驟:
[0036]步驟一，配料:53%的 Crl2MoV 粉末、20%10181118祖5~粉末和18%1018祖91^粉末，余量為9%的Fe粉末和硼鐵粉末，其中Fe粉末和硼鐵粉末的比例為10:1;
[0037]A Crl2MoV粉末的制備:將Crl2MoV置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h_50h，形成 5-9μπι 的 Crl2MoV 粉末；
[0038]B lCrl8Mn8Ni5N:將lCrl8Mn8Ni5r^t末置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h，形成5-9口111的10181118祖5~粉末；
[0039]C lCrl8Ni9T1:將lCrl8Ni9Ti粉末置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h,形成 5-9μπι 的 lCrl8Ni9Ti 粉末；
[0040]步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料53%的Crl2MoV粉末、20% ICrlSMnSNiSr^v末和18% lCrl8Ni9Ti粉末，余量為9%的Fe粉末和硼鐵粉末，以液體乙醇為球磨介質(zhì)，球磨過程中加入四氯化鈦，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速在90-100r/min，球磨時(shí)間在10-30min;
[0041 ]步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進(jìn)行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機(jī)毛坯成型；
[0042]步驟四，3D打印機(jī)成型:將步驟三裝入3D打印機(jī)中，通過輸入的導(dǎo)衛(wèi)輥結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0043]通過低含量的53%的Crl2MoV粉末、20%10181118附5~粉末和18%1018祖91^粉末，余量為9 %的Fe粉末和硼鐵粉末，作為基材成分，經(jīng)過該導(dǎo)衛(wèi)輥10h，100m/S的速度滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)，表面效果好，無表面粘鋼。
[0044]實(shí)施例三
[0045]步驟一，配料:55%的 Crl2MoV 粉末、23%10181118祖5~粉末和20%1018祖91^粉末，余量為7%的Fe粉末和硼鐵粉末，其中Fe粉末和硼鐵粉末的比例為10:1;
[0046]A Crl2MoV粉末的制備:將Crl2MoV置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h_50h，形成 5-9μπι 的 Crl2MoV 粉末；
[0047]B lCrl8Mn8Ni5N:將lCrl8Mn8Ni5r^t末置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h，形成5-9口111的10181118祖5~粉末；
[0048]C lCrl8Ni9T1:將lCrl8Ni9Ti粉末置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h,形成 5-9μπι 的 lCrl8Ni9Ti 粉末；
[0049 ] 步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料55 %的Cr 12MoV粉末、23 % I Cr 18Mn8Ni 5~粉末和20% lCrl8Ni9Ti粉末，余量為7%的Fe粉末和硼鐵粉末，余量為Fe粉末，以液體乙醇為球磨介質(zhì)，球磨過程中加入四氯化鈦，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速在90-100r/min，球磨時(shí)間在10-30min;
[0050]步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進(jìn)行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機(jī)毛坯成型；
[0051]步驟四，3D打印機(jī)成型:將步驟三裝入3D打印機(jī)中，通過輸入的導(dǎo)衛(wèi)輥結(jié)構(gòu)參數(shù)。
[0052]通過低含量的55%的Crl2MoV粉末、23%10181118附5~粉末和20%1018祖91^粉末，余量為7%的Fe粉末和硼鐵粉末，作為基材成分，低含量的Fe粉末，經(jīng)過該導(dǎo)衛(wèi)輥10h，I OOm/s的速度滾動(dòng)實(shí)驗(yàn)，表面出現(xiàn)輕微損傷，無表面粘鋼。
[0053]在本說明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0054]以上公開的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例只是用于幫助闡述本發(fā)明。優(yōu)選實(shí)施例并沒有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的【具體實(shí)施方式】。顯然，根據(jù)本說明書的內(nèi)容，可作很多的修改和變化。本說明書選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地理解和利用本發(fā)明。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書及其全部范圍和等效物的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種快速成型復(fù)合硬質(zhì)合金粉末成型導(dǎo)衛(wèi)輥的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟一，配料:50%-55%的01210￥粉末、18%-23%10181118祖5~粉末和15%-20%lCrl8Ni9Ti粉末，余量為Fe粉末和硼鐵粉末，其中Fe粉末和硼鐵粉末的比例為10:1; A Crl2MoV粉末的制備:將Crl2MoV置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h，形成5-9μπι 的 Crl2MoV 粉末； B lCrl8Mn8Ni5N:將lCrl8Mn8Ni5r^t末置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h_50h,形成 5-9μπι 的 lCrl8Mn8Ni5r^t末； C lCrl8Ni9T1:將lCrl8Ni9Ti粉末置于球磨機(jī)中，在氫氣保護(hù)下球磨30h-50h,形成5-9μπι 的 lCrl8Ni9Ti 粉末； 步驟二，濕磨:將步驟一制備好的配料50%-55%的Crl 2MoV粉末、18%-23%lCrl8Mn8Ni5N粉末和15%-20%lCrl8Ni9Ti粉末，余量為Fe粉末，以液體乙醇為球磨介質(zhì)，球磨過程中加入四氯化鈦，球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速在90-100r/min，球磨時(shí)間在10-30min; 步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進(jìn)行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機(jī)毛坯成型； 步驟四，3D打印機(jī)成型:將步驟三裝入3D打印機(jī)中，通過輸入的導(dǎo)衛(wèi)輥結(jié)構(gòu)參數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速成型復(fù)合硬質(zhì)合金粉末成型導(dǎo)衛(wèi)輥的方法，其特征在于，所述步驟三，篩分和干燥:將步驟二磨好的粉末進(jìn)行過篩，再放入真空干燥箱中干燥，用于3D打印機(jī)毛坯成型，采用的3D打印機(jī)為基于電子束熔融快速制造技術(shù)的打印機(jī)。
【文檔編號(hào)】B22F3/105GK106077649SQ201610701955
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年8月22日
【發(fā)明人】趙仕章, 趙家柱, 吳翠鳳, 常焰平, 胡峰, 史宣菊
【申請(qǐng)人】合肥東方節(jié)能科技股份有限公司