本发明涉及一种模具钢粉末,特别是涉及一种3d打印用磨具钢粉末。
背景技术:
3d打印机属于精密类仪器,无论是工业级的激光3d打印机还是民用级别的都是一样的。激光3d打印机的各个零部件组合在一起,发挥各自的作用,其中喷嘴质量的优劣更是很大程度上决定了打印作业的品质,目前市场上常见的3d打印用磨具钢粉末硬度、强度、耐磨性和韧性都有所欠缺,特别是在打印研磨性材料的时候,磨损度高。
技术实现要素:
针对上述不足之处,本发明的目的在于开发一款3d打印用磨具钢粉末,可使得3d打印模具钢具有高的硬度、强度、耐磨性和足够的韧性。
本发明的技术方案概述如下:
一种3d打印用磨具钢粉末,其中,按重量份数计,磨具钢粉末包括以下重量份的化学成分:
优选的是,所述的3d打印用磨具钢粉末,其中,还包括3~5重量份的钼。
优选的是,所述的3d打印用磨具钢粉末,其中,还包括0.5~1重量份的硅。
优选的是,所述的3d打印用磨具钢粉末,其中,还包括3~6重量份的镍。
优选的是,所述的3d打印用磨具钢粉末,其中,还包括1~3重量份的钛。
优选的是,所述的3d打印用磨具钢粉末,其中,还包括0.5~1重量份的钒。
优选的是,所述的3d打印用磨具钢粉末,其中,还包括0.5~2重量份的钨。
优选的是,所述的3d打印用磨具钢粉末,其中,还包括1~3重量份的铌。
优选的是,所述的3d打印用磨具钢粉末,其中,还包括0.1~1重量份的硼。
优选的是,所述的3d打印用磨具钢粉末,其中,还包括0.1~1重量份的铱。
本发明的有益效果是:
(1)本发明的3d打印用磨具钢粉末,通过对其磨具钢化学成分进行优化,在微观程度上改进磨具钢的内部结构,其具有优异的强度、耐磨性、硬度和柔韧性。
(2)本发明3d打印用磨具钢粉末为铬的合金钢,质地坚硬,耐磨,耐腐蚀;通过加入锰提高模具钢的韧性;铁以富铁相的微粒析出,作为晶核而细化晶粒,并能阻止再结晶晶粒长大,从而提高模具钢的机械性能和工艺性能通过加入钼提高模具钢韧性;通过加入硅提高耐高温性能和韧性;加入镍可显著提高合金的耐蚀性,并且还可以提高模具钢的再结晶温度,促使形成更细的晶粒;通过加入钛提高其耐磨性和韧性;通过加入钒提高高温强度和热疲劳稳定性;通过加入钨提高导热性和耐蚀性;通过加入铌使其模具钢具有较高的淬透性,以保证整个截面具有一致的力学性能;硼原子也能进入金属晶格的空隙中,形成间隙固溶体,提高导热性能和硬度;通过加入铱提高耐腐蚀性能、耐高温性能和硬度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明,以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本案提出一种3d打印用磨具钢粉末,按重量份数计,磨具钢粉末包括以下重量份的化学成分:
铬钢是指含铬的合金钢﹐质地坚硬,耐磨,耐腐蚀;通过加入锰提高模具钢的韧性;铁以富铁相的微粒析出,作为晶核而细化晶粒,并能阻止再结晶晶粒长大,从而提高模具钢的机械性能和工艺性能。
作为本案又一实施例,其中,还包括3~5重量份的钼。通过加入钼提高模具钢韧性。
作为本案又一实施例,其中,还包括0.5~1重量份的硅。通过加入硅提高耐高温性能和韧性。
作为本案又一实施例,其中,还包括3~6重量份的镍。加入镍可显著提高合金的耐蚀性,并且还可以提高模具钢的再结晶温度,促使形成更细的晶粒。
作为本案又一实施例,其中,还包括1~3重量份的钛。通过加入钛提高其耐磨性和韧性。
作为本案又一实施例,其中,还包括0.5~1重量份的钒。通过加入钒提高高温强度和热疲劳稳定性。
作为本案又一实施例,其中,还包括0.5~2重量份的钨。通过加入钨提高导热性和耐蚀性。
作为本案又一实施例,其中,还包括1~3重量份的铌。通过加入铌使其模具钢具有较高的淬透性,以保证整个截面具有一致的力学性能。
作为本案又一实施例,其中,还包括0.1~1重量份的硼。硼原子也能进入金属晶格的空隙中,形成间隙固溶体,提高导热性能和硬度。
作为本案又一实施例,其中,还包括0.1~1重量份的铱。通过加入铱提高耐腐蚀性能、耐高温性能和硬度。
下面列出具体的实施例和对比例:
实施例1:
一种3d打印用磨具钢粉末,按重量份数计,磨具钢粉末包括以下重量份的化学成分:
一种3d打印用磨具钢粉末的制备方法,包括如下步骤:
按照磨具钢粉末的各元素重量份数,将铬合金、锰合金、铬、锰、铁、钼、硅、镍、钛、钒、钨、铌、硼、铱加入真空熔炼炉进行熔炼,真空熔炼炉的温度为650℃获得模具钢熔液;将真空熔炼炉的模具钢熔液通入蒸发炉,获得模具钢蒸汽,经冷凝器冷却为模具钢粉末;模具钢蒸汽进行冷却时,冷凝器内按30~50m/s速度通入n2,控制冷凝器内温度130℃,n2出口温度50℃,经冷凝器冷却,烘干,过200~300目的筛网,过筛筛分成为合格粒径磨具钢粉末。
实施例2:
一种3d打印用磨具钢粉末,按重量份数计,磨具钢粉末包括以下重量份的化学成分:
一种3d打印用磨具钢粉末的制备方法,包括如下步骤:
按照磨具钢粉末的各元素重量份数,将铬合金、锰合金、铬、锰、铁、钼、硅、镍、钛、钒、钨、铌、硼、铱加入真空熔炼炉进行熔炼,真空熔炼炉的温度为650℃获得模具钢熔液;将真空熔炼炉的模具钢熔液通入蒸发炉,获得模具钢蒸汽,经冷凝器冷却为模具钢粉末;模具钢蒸汽进行冷却时,冷凝器内按30~50m/s速度通入n2,控制冷凝器内温度130℃,n2出口温度50℃,经冷凝器冷却,烘干,过200~300目的筛网,过筛筛分成为合格粒径磨具钢粉末。
实施例3:
一种3d打印用磨具钢粉末,按重量份数计,磨具钢粉末包括以下重量份的化学成分:
一种3d打印用磨具钢粉末的制备方法,包括如下步骤:
按照磨具钢粉末的各元素重量份数,将铬合金、锰合金、铬、锰、铁、钼、硅、镍、钛、钒、钨、铌、硼、铱加入真空熔炼炉进行熔炼,真空熔炼炉的温度为650℃获得模具钢熔液;将真空熔炼炉的模具钢熔液通入蒸发炉,获得模具钢蒸汽,经冷凝器冷却为模具钢粉末;模具钢蒸汽进行冷却时,冷凝器内按30~50m/s速度通入n2,控制冷凝器内温度130℃,n2出口温度50℃,经冷凝器冷却,烘干,过200~300目的筛网,过筛筛分成为合格粒径磨具钢粉末。
对比例1:
一种3d打印用磨具钢粉末,按重量份数计,磨具钢粉末包括以下重量份的化学成分:
一种3d打印用磨具钢粉末的制备方法,包括如下步骤:
按照磨具钢粉末的各元素重量份数,将铬合金、锰合金、铬、锰、铁、硅、镍、钛、钒、钨、铌、硼、铱加入真空熔炼炉进行熔炼,真空熔炼炉的温度为650℃获得模具钢熔液;将真空熔炼炉的模具钢熔液通入蒸发炉,获得模具钢蒸汽,经冷凝器冷却为模具钢粉末;模具钢蒸汽进行冷却时,冷凝器内按30~50m/s速度通入n2,控制冷凝器内温度130℃,n2出口温度50℃,经冷凝器冷却,烘干,过200~300目的筛网,过筛筛分成为合格粒径磨具钢粉末。
对比例2:
一种3d打印用磨具钢粉末,按重量份数计,磨具钢粉末包括以下重量份的化学成分:
一种3d打印用磨具钢粉末的制备方法,包括如下步骤:
按照磨具钢粉末的各元素重量份数,将铬合金、锰合金、铬、锰、铁、钼、硅、钛、钒、钨、铌、硼、铱加入真空熔炼炉进行熔炼,真空熔炼炉的温度为650℃获得模具钢熔液;将真空熔炼炉的模具钢熔液通入蒸发炉,获得模具钢蒸汽,经冷凝器冷却为模具钢粉末;模具钢蒸汽进行冷却时,冷凝器内按30~50m/s速度通入n2,控制冷凝器内温度130℃,n2出口温度50℃,经冷凝器冷却,烘干,过200~300目的筛网,过筛筛分成为合格粒径磨具钢粉末。
对比例3:
一种3d打印用磨具钢粉末,按重量份数计,磨具钢粉末包括以下重量份的化学成分:
一种3d打印用磨具钢粉末的制备方法,包括如下步骤:
按照磨具钢粉末的各元素重量份数,将铬合金、锰合金、铬、锰、铁、钼、硅、镍、钛、钨、铌、硼、铱加入真空熔炼炉进行熔炼,真空熔炼炉的温度为650℃获得模具钢熔液;将真空熔炼炉的模具钢熔液通入蒸发炉,获得模具钢蒸汽,经冷凝器冷却为模具钢粉末;模具钢蒸汽进行冷却时,冷凝器内按30~50m/s速度通入n2,控制冷凝器内温度130℃,n2出口温度50℃,经冷凝器冷却,烘干,过200~300目的筛网,过筛筛分成为合格粒径磨具钢粉末。
对比例4:
一种3d打印用磨具钢粉末,按重量份数计,磨具钢粉末包括以下重量份的化学成分:
一种3d打印用磨具钢粉末的制备方法,包括如下步骤:
按照磨具钢粉末的各元素重量份数,将铬合金、锰合金、铬、锰、铁、钼、硅、镍、钛、钒、铌、硼、铱加入真空熔炼炉进行熔炼,真空熔炼炉的温度为650℃获得模具钢熔液;将真空熔炼炉的模具钢熔液通入蒸发炉,获得模具钢蒸汽,经冷凝器冷却为模具钢粉末;模具钢蒸汽进行冷却时,冷凝器内按30~50m/s速度通入n2,控制冷凝器内温度130℃,n2出口温度50℃,经冷凝器冷却,烘干,过200~300目的筛网,过筛筛分成为合格粒径磨具钢粉末。
对比例5:
一种3d打印用磨具钢粉末,按重量份数计,磨具钢粉末包括以下重量份的化学成分:
一种3d打印用磨具钢粉末的制备方法,包括如下步骤:
按照磨具钢粉末的各元素重量份数,将铬合金、锰合金、铬、锰、铁、钼、硅、镍、钛、钒、钨、铌、铱加入真空熔炼炉进行熔炼,真空熔炼炉的温度为650℃获得模具钢熔液;将真空熔炼炉的模具钢熔液通入蒸发炉,获得模具钢蒸汽,经冷凝器冷却为模具钢粉末;模具钢蒸汽进行冷却时,冷凝器内按30~50m/s速度通入n2,控制冷凝器内温度130℃,n2出口温度50℃,经冷凝器冷却,烘干,过200~300目的筛网,过筛筛分成为合格粒径磨具钢粉末。
对比例6:
一种3d打印用磨具钢粉末,按重量份数计,磨具钢粉末包括以下重量份的化学成分:
一种3d打印用磨具钢粉末的制备方法,包括如下步骤:
按照磨具钢粉末的各元素重量份数,将铬合金、锰合金、铬、锰、铁、钼、硅、镍、钛、钒、钨、铌、硼加入真空熔炼炉进行熔炼,真空熔炼炉的温度为650℃获得模具钢熔液;将真空熔炼炉的模具钢熔液通入蒸发炉,获得模具钢蒸汽,经冷凝器冷却为模具钢粉末;模具钢蒸汽进行冷却时,冷凝器内按30~50m/s速度通入n2,控制冷凝器内温度130℃,n2出口温度50℃,经冷凝器冷却,烘干,过200~300目的筛网,过筛筛分成为合格粒径磨具钢粉末。
下面列出实施例和对比例的性能测试结果:
下面列出实施例1~3和对比例1~6的性能测试结果:
尽管本发明的实施方案已公开如上,但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用,它完全可以被适用于各种适合本发明的领域,对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改,因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本发明并不限于特定的细节。