本发明为一种用于铝硅合金3d打印用的粉体材料及其制备方法，是球形金属铝粉外包裹八甲基环四硅氧烷有机硅薄膜，属于3d打印材料技术领域。
背景技术：
现有配料法进行3d打印铝硅合金的粉体材料是在一定数量的球形金属铝粉中，是按照铝硅量的比例计算出需要加入的硅粉或者铝硅中间合金粉量，按重量比例称量原料，经过机械搅拌充分混合后，成为进行3d打印铝硅合金物件的粉体材料。目前的3d打印技术有直接金属激光烧结(dmls)技术、电子束熔化成型(ebm)技术、选择性激光熔化成型(slm)技术、选择性热烧结(shs)技术和选择性激光烧结(sls)技术，其原理均是用点能量对局部金属粉体逐步熔化、烧结形成新的金属材料和形状，烧结特征是点烧结、能量密度较小、烧结时间短。铝粉和硅粉或者铝硅中间合金粉混合配置成的3d打印粉体材料，铝硅合金中硅粉的添加比例较小，机械搅拌不能保证硅粉或者铝硅中间合金粉与铝粉分布均匀，烧结成物件会造成材质不均匀；各个粉体颗粒之间是点接触，铝粉和硅粉或者铝硅中间合金粉之间还存有极微量间隙和空气，虽然铝粉在烧结瞬间熔化和硅粉结合，但是铝硅没有完全的形成晶体结合，产生的金属物件只能达到铝硅合金的元素比例，在晶体结构上不能保证形成铝硅合金，如果为了实现完全结晶需要再进行热处理，而再次热处理过程会造成3d打印物件的形状变化；铝粉铝硅中间合金粉在熔化、烧结时易于氧化，造成3d打印成的铝硅合金物件中存在氧化铝，影响铝硅合金的晶体形成和物理性质。
技术实现要素：
本发明是一种用于铝硅合金3d打印的材料，结构是在球形金属铝粉外包裹八甲基环四硅氧烷薄膜。制备方法是：按照需要配置的铝硅合金中铝和硅的重量比例，换算出铝粉和八甲基环四硅氧烷的重量比，按重量计算称量出铝粉、八甲基环四硅氧烷。用无水丙酮为溶剂，按照铝粉体积的1/4量出丙酮容积。将八甲基环四硅氧烷溶于丙酮，搅拌均匀配置成八甲基环四硅氧烷-丙酮的溶液，再在温度＜10℃条件下将符合铝比例重量的球形金属铝粉放入八甲基环四硅氧烷——丙酮溶液中充分搅拌均匀，然后在温度80-90℃区域水浴加热并同时搅拌，使丙酮挥发并带走被铝粉表面吸附的微量气体，八甲基环四硅氧烷析出成为薄膜包裹在球形铝粉表面，制成用于铝硅合金3d打印的铝粉包裹行机硅膜的材料。调整加入的八甲基四环硅氧烷的数量，可以调整铝硅合金中的含硅量比例。配置的材料在3d打印过程受激光加热烧结时，因硅元素与铝粉是包裹性的面接触且在粉体中均匀分布，易于形成材质均匀的铝硅合金；丙酮残留在铝粉表面的碳氢和有机硅薄膜中的碳氢可以发生燃烧增加烧结的能量和提高温度，促使铝硅完成结晶；烧结、燃烧过程因有硅薄膜在铝粉表层避免了铝和空气的接触，不造成铝的氧化，在铝硅合金中没有氧化铝存在。
本发明内容包括以下步骤：
1、原材料中，球形铝粉粒度在16μm＜d98＜20μm，9μm＜d50＜12μm，2μm＜d10＜4μm的范围内，振实密度＞2.62g/cm3，单质金属铝含量在99.75％以上；八甲基环四硅氧烷中硅元素含量为37.8％；丙酮为无水丙酮。
2、按照需要配置的铝硅合金中铝和硅的重量比例，换算出铝粉和八甲基环四硅氧烷的重量比，按重量计算称量出铝粉、八甲基环四硅氧烷；按照铝粉体积的1/4量出丙酮容积。
3、在温度＜10℃条件下将称量好的八甲基环四硅氧烷放入丙酮内搅拌均匀混合，形成八甲基环四硅氧烷——丙酮溶液。
4、在温度＜10℃条件下将称量好的铝粉放入八甲基环四硅氧烷——丙酮溶液搅拌均匀。
5、将搅拌均匀的铝粉、八甲基环四硅氧烷——丙酮溶液的容器放入水浴加热装置，水加热温度控制在80-90℃，加热过程保持均匀搅拌，使丙酮完全挥发，制备成铝硅合金3d打印用的铝粉包裹八甲基环四硅氧烷薄膜的材料。
具体实施方式
1、取球形铝粉粒度在16μm＜d98＜20μm，9μm＜d50＜12μm，2μm＜d10＜4μm的范围内，振实密度＞2.62g/cm3，单质金属铝含量在99.75％以上；准备八甲基环四硅氧烷中硅元素含量为37.8％；丙酮为无水丙酮。
2、按照需要制备的铝硅合金中硅的比例，换算出铝粉和八甲基环四硅氧烷的重量比为。
3、按照需要制备的铝硅合金重量和铝同八甲基环四硅氧烷重量比例，计算取球形铝粉和八甲基环四硅氧烷的重量。再按照铝粉重量换算的体积的1/4，量取丙酮体积。
4、在温度＜10℃条件下将八甲基环四硅氧烷放入丙酮内搅拌均匀混合，形成八甲基环四硅氧烷——丙酮溶液，然后将铝粉放入八甲基环四硅氧烷——丙酮溶液搅拌均匀。
5、将装有搅拌均匀的铝粉、八甲基环四硅氧烷——丙酮溶液的容器放入水浴加热装置，水加热温度控制在80-90℃，加热过程保持均匀搅拌，丙酮挥发后制备成铝硅合金3d打印用的铝粉包裹八甲基环四硅氧烷薄膜的材料，用于3d打印可得到铝硅合金件。
实例1
1、制备硅含量在10％的铝硅合金10kg。所用球形铝粉粒度分布在d98＝18μm，d50＝10μm，d10＝3μm，振实密度＝2.63g/cm3铝含量在99.75％；所用八甲基环四硅氧烷中硅元素浓度为含量在37.8％；所用丙酮为无水丙酮。
2、按照需要制备的铝硅合金中硅10％的比例，换算出铝粉和八甲基环四硅氧烷的重量比为90.23∶26.5。
3、按照需要制备的铝硅合金重量和铝同八甲基环四硅氧烷重量比例，计算后取球形铝粉9.023kg；取八甲基环四硅氧烷2.65kg。按照9.023kg铝粉换算的体积3720cm3的1/4，取丙酮930cm3。
4、在温度＜10℃条件下将2.65kg八甲基环四硅氧烷放入930cm3丙酮内搅拌均匀混合，形成八甲基环四硅氧烷——丙酮溶液，然后将9.023kg铝粉放入八甲基环四硅氧烷——丙酮溶液搅拌均匀。
5、将装有搅拌均匀的铝粉、八甲基环四硅氧烷——丙酮溶液的容器放入水浴加热装置，水加热温度控制在80-90℃，加热过程保持均匀搅拌，丙酮挥发后制备成铝硅合金3d打印用的铝粉包裹八甲基环四硅氧烷薄膜的材料，用于3d打印可得到含硅量10％的铝硅合金件。