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一種金屬基復(fù)合3D打印材料及其制備方法與流程

文檔序號(hào):12361482閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種金屬基復(fù)合3D打印材料,其特征在于:包括按重量計(jì)的如下組分:

鋁合金基體 100重量份

單晶藍(lán)寶石晶須 1~50重量份

穩(wěn)定劑 1~20重量份;

所述鋁合金基體的成分包括Al、Fe和Si。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬基復(fù)合3D打印材料,其特征在于:各組分重量份數(shù)如下:

鋁合金基體 100重量份

單晶藍(lán)寶石晶須 1~30重量份

穩(wěn)定劑 1~10重量份。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬基復(fù)合3D打印材料,其特征在于:所述鋁合金基體的成分包括Al、Fe、 Cu、Mn、Mg、Ni、Zn、Pb、Sn、Ti、Si。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的金屬基復(fù)合3D打印材料,其特征在于:所述鋁合金基體的成分中Al、Fe、 Cu、Mn、Mg、Ni、Zn、Pb、Sn、Ti、Si的重量分?jǐn)?shù)分別為:Al: 85-92, Fe:0.5, Cu:0.05, Mn:0.04, Mg:0.3, Ni:0.04, Zn:0.1, Pb:0.05, Sn:0.01, Ti:0.01, Si:5-12。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬基復(fù)合3D打印材料,其特征在于:鋁合金基體的成分分別為:Al: 89.9, Fe:0.5, Cu:0.05, Mn:0.04, Mg:0.3, Ni:0.04, Zn:0.1, Pb:0.05, Sn:0.01, Ti:0.01, Si:9。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的金屬基復(fù)合3D打印材料,其特征在于:鋁合金基體的成分分別為:Al: 88.9, Fe:0.5, Cu:0.05, Mn:0.04, Mg:0.3, Ni:0.04, Zn:0.1, Pb:0.05, Sn:0.01, Ti:0.01, Si:10。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬基復(fù)合3D打印材料,其特征在于:所述單晶藍(lán)寶石晶須為直徑0.1~0.5μm,長(zhǎng)度為5~10μm,密度為4g/cm3,純度(wt%)為90-99.9%的單晶藍(lán)寶石晶須。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬基復(fù)合3D打印材料,其特征在于:所述穩(wěn)定劑為Ce2O3、Sm2O3中的任一種或兩者的混合物。

9.一種金屬基復(fù)合3D打印材料的制備方法,其特征在于:(1)將單晶藍(lán)寶石晶須和穩(wěn)定劑加入無(wú)水乙醇中以500~750r/min攪拌3~15h后,超聲分散10~30min;

(2)將分散好的單晶藍(lán)寶石晶須和穩(wěn)定劑的混合液冷凍干燥得到分散均勻的單晶藍(lán)寶石晶須和穩(wěn)定劑混合粉末,備用;

(3)母材熔化:將鋁合金基體棒材裝入坩堝內(nèi),置于霧化制粉爐中,在低于0.1Pa的真空下采用中頻感應(yīng)加熱基體棒材;

(4)脫氣:基體棒材完全熔化后,真空脫氣10~15min;

(5)保溫:向霧化氣氛爐內(nèi)充入高純氬氣,并在650~800℃溫度范圍內(nèi)保溫5~10min,得到精煉的母合金熔液;所述高純氬氣純度為99.999wt%,氧含量低于10ppm;

(6)混合霧化:將熔融的母合金熔液以5~25g/s的質(zhì)量流經(jīng)導(dǎo)管流下,用高純氬氣將金屬熔液流破碎成細(xì)小液滴,同時(shí)另外一個(gè)導(dǎo)管用1~10g/s的流量將單晶藍(lán)寶石晶須和穩(wěn)定劑的混合物均勻送至導(dǎo)管口與金屬細(xì)小液滴混合,經(jīng)過(guò)冷卻和凝固形成球形粉末;

(7)篩分:待粉末完全冷卻后,在高純氬氣下篩分,篩分粒徑在50μm以下的粉末進(jìn)行真空包裝,得到金屬基復(fù)合3D打印材料。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬基復(fù)合3D打印材料的制備方法,所述步驟(1)中單晶藍(lán)寶石晶須和穩(wěn)定劑總質(zhì)量與無(wú)水乙醇的質(zhì)量比為1:1~10。

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