增强合金工具钢粉末，该合金工具钢粉末所含元素及质量百分含量为:C，0.2% ;Si，0.6% ；Mn,0.5% ；Ni,0.6% ；Cr,12%；Mo,2% ；V,1.5% ；ff,
0.3%;Co，5%;Nb，0.2%;金属基陶瓷相金属元素，0.2-8%;铁，余量。
[0051 ] 优选地，金属基陶瓷相金属元素为Zr、Al、Be、Mg、Y、Zn、T1、B、Ba、Ta中的一种或多种，该合金工具钢粉末为球形或类球形，粉末粒径分布在15?80μπι，并且氧含量低于800ppm，并且该合金工具钢粉末通过气雾化制粉形成，所述金属基陶瓷相金属元素通过金属基陶瓷相颗粒加入方式和/或纯元素加入方式，所述金属基陶瓷相颗粒为碳化金属化合物、氮化金属化合物、金属氧化物、硅化金属化合物的一种或多种。
[0052]上述工具钢粉末的制备方法，包括以下步骤:
[0053]I)将称量好的原料混合粉末放入酸性炉衬中熔化形成熔体；
[0054]2)对熔体进行脱氧处理；
[0055]3)将脱氧处理后的熔体倾倒入中间包坩祸内进行脱硫、脱磷以及去除非金属夹杂物，其中，熔体在中间包坩祸放置时间为5分钟，放置期间，中间包坩祸放置在中频电磁净化装置中，电磁净化的频率在20Hz;
[0056]4)将净化好的熔体通过气雾化设备，通过喷射沉积技术得到工具钢合金粉末材料。
[0057]进一步，步骤I)包括以下子步骤:
[0058]1.1)采用真空感应熔炼时的真空度为15Pa，熔化时先用80 %功率供电加热原料混合粉末，待电流冲击停止后全功率供电；
[0059]1.2)熔化完原料混合粉末后，扒净熔体表面的熔渣，并加入石灰石重造新渣；
[0060]1.3)对烧损的元素进行补损，以调整合金的化学成分；
[0061]1.4)升温至1450°(:后先加锰铁后加硅铁进行预除氧，然后将熔体加热到1580°(:，用工业纯铝在炉内强制脱氧。
[0062]进一步，步骤3)中，先关闭真空抽气阀门，再向炉内充氩气，以使炉内气压为400Pa，然后停止加热并使温度达到1500 °C。
[0063]另外，还提供了一种采用合金工具钢粉末进行零件成形方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0064]A)在计算机上建立零件三维模型并转化为STL格式，导入到快速成形设备中；
[0065]B)将制得的粉末置入快速成形设备供粉系统里，并进行零件成形。
[0066]优选地，步骤A)中，快速成形设备可以选用选择性激光熔化成形设备，或电子束熔化成形设备，或等离子激光熔覆设备，或LENS喷粉激光熔化成形设备，或激光熔化直接金属沉积设备。
[0067]实施例3
[0068]一种3D打印用金属基陶瓷相增强合金工具钢粉末，该合金工具钢粉末所含元素及质量百分含量为:(:，5%;511%;]\111，0.1%;祖，1%;(>，25% ；Mo,15% ；V,14.5% ；ff,15% ；Co,18% ；Nb, I % ;金属基陶瓷相金属元素，0.2-8% ;铁，余量。
[0069]优选地，金属基陶瓷相金属元素为Zr、Al、Be、Mg、Y、Zn、T1、B、Ba、Ta中的一种或多种，该合金工具钢粉末为球形或类球形，粉末粒径分布在15?80μπι，并且氧含量低于800ppm，并且该合金工具钢粉末通过气雾化制粉形成。所述金属基陶瓷相金属元素通过金属基陶瓷相颗粒加入方式和/或纯元素加入方式，所述金属基陶瓷相颗粒为碳化金属化合物、氮化金属化合物、金属氧化物、硅化金属化合物的一种或多种。
[0070]上述工具钢粉末的制备方法，包括以下步骤:
[0071 ] I)将称量好的原料混合粉末放入酸性炉衬中熔化形成熔体；
[0072]2)对熔体进行脱氧处理；
[0073]3)将脱氧处理后的熔体倾倒入中间包坩祸内进行脱硫、脱磷以及去除非金属夹杂物，其中，熔体在中间包坩祸放置时间为1分钟，放置期间，中间包坩祸放置在中频电磁净化装置中，电磁净化的频率在15Hz;
[0074]4)将净化好的熔体通过气雾化设备，通过喷射沉积技术得到工具钢合金粉末材料。
[0075]进一步，步骤I)包括以下子步骤:
[0076]1.1)采用真空感应熔炼时的真空度为200Pa，熔化时先用75%功率供电加热原料混合粉末，待电流冲击停止后全功率供电；
[0077]1.2)熔化完原料混合粉末后，扒净熔体表面的熔渣，并加入石灰石重造新渣；
[0078]1.3)对烧损的元素进行补损，以调整合金的化学成分；
[0079]1.4)升温至1500°(:后先加锰铁后加硅铁进行预除氧，然后将熔体加热到1550°(:，用工业纯铝在炉内强制脱氧。
[0080]进一步，步骤3)中，先关闭真空抽气阀门，再向炉内充氩气，以使炉内气压为300Pa，然后停止加热并使温度达到1500 °C。
[0081 ]另外，还提供了一种采用合金工具钢粉末进行零件成形方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0082]A)在计算机上建立零件三维模型并转化为STL格式，导入到快速成形设备中；
[0083]B)将制得的粉末置入快速成形设备供粉系统里，并进行零件成形。
[0084]优选地，步骤A)中，快速成形设备可以选用选择性激光熔化成形设备，或电子束熔化成形设备，或等离子激光熔覆设备，或LENS喷粉激光熔化成形设备，或激光熔化直接金属沉积设备。
[0085]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种3D打印用金属基陶瓷相增强合金工具钢粉末，其特征在于，该合金工具钢粉末所含元素及质量百分含量为:C，0.2%-5% ;Si，0.2%-l%;Mn，0.1%-l%;Ni，0.3%-l% ;Cr,3%-25% ；Mo,0.2%-15% ； V,0.2%-14.5 % ；ff ,0.3 %-15% ；Co,l%-18% ；Nb,0.2%-1%;金属基陶瓷相金属元素，0.2%-8%;铁，余量。2.根据权利要求1所述的一种3D打印用金属基陶瓷相增强合金工具钢粉末，其特征在于，金属基陶瓷相金属元素为Zr、Al、Be、Mg、Y、Zn、T1、B、Ba、Ta中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种3D打印用金属基陶瓷相增强合金工具钢粉末，其特征在于，所述金属基陶瓷相金属元素通过金属基陶瓷相颗粒加入方式和/或纯元素加入方式，所述金属基陶瓷相颗粒为碳化金属化合物、氮化金属化合物、金属氧化物、硅化金属化合物的一种或多种。4.根据权利要求1所述的一种3D打印用金属基陶瓷相增强合金工具钢粉末，其特征在于，该合金工具钢粉末为球形或类球形，粉末粒径分布在15?80μπι，并且氧含量低于800ppm。5.根据权利要求1所述的一种3D打印用金属基陶瓷相增强合金工具钢粉末，其特征在于，该合金工具钢粉末通过对原料进行真空感应熔炼并结合气雾化制粉的方法制得。6.—种权利要求1所述的工具钢粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将称量好的原料混合粉末放入酸性炉衬中进行真空感应熔化形成熔体； 2)对熔体进行脱氧处理； 3)将脱氧处理后的熔体倾倒入中间包坩祸内进行脱硫、脱磷以及去除非金属夹杂物，其中，熔体在中间包坩祸放置时间为5?10分钟，放置期间，中间包坩祸放置在中频电磁净化装置中，电磁净化的频率在5?20Hz; 4)将净化好的熔体通过气雾化设备，通过喷射沉积技术得到工具钢合金粉末材料。7.根据权利要求6所述的一种制备方法，其特征在于，步骤I)包括以下子步骤: 1.1)采用真空感应熔炼时的真空度为15?200Pa，熔化时先用70%?80%功率供电加热原料混合粉末，待电流冲击停止后全功率供电； I.2)熔化完原料混合粉末后，扒净熔体表面的熔渣，并加入石灰石重造新渣； 1.3)对烧损的元素进行补损，以调整合金的化学成分； 1.4)升温至1400?1500°C后先加锰铁后加硅铁进行预除氧，然后将熔体加热到1500?1580°C，用工业纯铝在炉内强制脱氧。8.根据权利要求7所述的一种制备方法，其特征在于，步骤1.3)中，在对烧损的元素进行补损之前，先关闭真空抽气阀门，再向炉内充氩气，以使炉内气压为200?400Pa，然后停止加热并使温度达到1500 °C。9.一种采用权利要求1所述的合金工具钢粉末进行零件成形方法，其特征在于，包括以下步骤: A)在计算机上建立零件三维模型并转化为STL格式，导入到快速成形设备中； B)将制得的粉末置入快速成形设备供粉系统里，并进行零件成形。10.根据权利要求9所述的一种零件成形方法，其特征在于，步骤A)中，快速成形设备选用选择性激光熔化成形设备，或电子束熔化成形设备，或等离子激光熔覆设备，或LENS喷粉激光熔化成形设备，或激光熔化直接金属沉积设备。
【专利摘要】本发明公开了一种3D打印用金属基陶瓷相增强合金工具钢粉末，其特征在于，该合金工具钢粉末所含元素及质量百分含量为：C，0.2?5％；Si，0.2?1％；Mn，0.1?1％；Ni，0.3?1％；Cr，3?25％；Mo，0.2?15％；V，0.2?14.5％；W，0.3?15％；Co，1?18％；Nb，0.2?1％；金属基陶瓷相金属元素，0.2?8％；铁，余量。本发明设计了一种陶瓷相增强的合金工具钢粉末材料，该材料成分设计体现了材料具备更好的硬度、耐磨性、高温性能。
【IPC分类】C22C38/18, B22F1/00, C22C38/08, C22C38/48, C22C38/04, C22C38/52, B22F3/105, B22F9/08, C22C38/10, C22C38/44, C22C38/12, C22C38/46, C22C38/02
【公开号】CN105714209
【申请号】CN201610169279
【发明人】魏青松, 王美, 史玉升, 周燕, 文世峰, 刘洁
【申请人】华中科技大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年3月23日