[发明专利]一种基于3D打印技术的模具镶件的制备方法

权利要求书

1.一种基于3D打印技术的模具镶件的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，上机前准备；

步骤二，装夹基材，用深度尺测量工作平台的基材上表面与四周平台的高度差，确认无误后用内六角扳手将基材完全紧固，紧固扭矩为12N•M，确保装夹平整；

步骤三，加粉，用平铲将装入供粉平台内的金属粉末用力插实并将供粉平台周边粉末铺平压实，所述金属粉末为420类材料粉末；

所述420类材料粉末由以下质量百分比的元素组成：0.15-0.25%的C、12.0-14.0%的Cr、0.4-0.6%的Ni、0.15-0.2%的Mo、0.7-0.8%的Si、0.7-0.8%的Mn、0.15-0.2%的V、0-0.03%的P、0-0.03%的S、0-0.55%的残留元素，余量为Fe，以上各个元素的质量百分比总和为100%；

所述420类材料粉末的粒度为15-58微米；纯度≥99.99%，所述420类材料粉采用雾化法制备而成；

步骤四，安装与调平刮刀；

步骤五，铺粉，使首层粉末均匀铺在基板上且厚度不超过0.03mm；

步骤六，安装吸粉方管；

步骤七，清洁成型室，用擦拭纸蘸无水乙醇清洁成形室门的密封圈和安全玻璃；

步骤八，调整3D打印工艺参数，激光功率200-500瓦，激光扫描速度600-1000毫米每秒，光斑直径为0.06-0.10mm，熔池间距在0.08-0.2mm之间，吹风功率在20-80%之间，平台温度在25-200℃之间；

步骤九，成形仓内充入纯度≥99.99%的氩气，使得成形仓内的氧气含量低于0.1%；

步骤十，加载数据，逐层打印得，半成品模具镶件；

步骤十一，对半成品模具镶件进行热处理，退火温度为400-800℃，退火时间为5.0-12h，淬火温度为900-1200℃，淬火1.5-4.0h，冷却至室温后进行回火，回火300-600℃，回火时间为0.5-6h。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的模具镶件的制备方法，其特征在于：所述420类材料粉末的制备方法：S1，按照配比称量原料，加热至1400±100℃熔化成钢水；S2，利用雾化法将S1中得到的钢水进行雾化成粉末；S3，自然冷却，筛分，得粒度为15-58微米的420类材料粉末。

3.根据权利要求2所述的一种基于3D打印技术的模具镶件的制备方法，其特征在于：所述S3自然冷却完成后，将所得金属粉末置于行星球磨机中进行球磨10-20min，用200-600目的筛网进行筛分，得粒度小于200-600目的金属粉料；所述行星球磨机的内胆为聚四氟乙烯材质。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的模具镶件的制备方法，其特征在于：在所述步骤三之前对金属粉末进行烘干处理，烘干温度100-120℃，烘干时间为2-4h，降温至20-30℃，风冷烘干1h。

5.根据权利要求1所述的一种基于3D打印技术的模具镶件的制备方法，其特征在于：所述步骤八，调整3D打印工艺参数，激光功率240瓦，激光扫描速度1000毫米每秒，光斑直径为0.08mm，熔池间距在0.1mm之间，吹风功率在30%之间，平台温度在25℃。

6.根据权利要求5所述的一种基于3D打印技术的模具镶件的制备方法，其特征在于：所述步骤十一中的热处理操作包括以下步骤：S1，将步骤十中的半成品模具镶件以3-6℃/min的加热速度升温至240-280℃，保温0.25-0.5h；S2，以5-8℃/min的加热速度升温至430-475℃，退火处理为8-10h；S3，以6-9℃/min的加热速度升温至1020-1075℃，保温时间为2-3h；S4，气淬，以18-22℃/min的降温速度，降温至常温；S5，以8-12℃/min的加热速度升温至400-415℃，保温时间为4h；S6，风冷，以5-6℃/min的降温速度，降温至常温；S7：重复S5和S6，得成品模具。

7.根据权利要求6所述的一种基于3D打印技术的模具镶件的制备方法，其特征在于：完成所述热处理的模具镶件孔隙率可达≤0.05%，最大硬度≥48HRC，拉伸强度≥1500MPa， 屈服强度≥1200MPa，延伸率≥15%，V缺口冲击韧性≥15J。