[发明专利]一种反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法

摘要

本发明公开了一种(1)反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法,将陶瓷粉末、分散剂、碳化硅陶瓷研磨球和去离子水按一定的比例混合，得到浆料；(2)加入水性热固性树脂或热固性树脂乳液、固化剂、消泡剂加入到浆料中，得到陶瓷浆料；(3)将陶瓷浆料通过喷雾造粒塔进行喷雾干燥造粒(4)对喷雾造粒粉料进行筛分、重新级配；(5)将级配后的碳化硅陶瓷粉末置于SLS成型设备中，加工碳化硅陶瓷SLS成型素坯；(6)得到热解的素坯；(7)从而得到致密的碳化硅零件。该方法适合SLS成型的、具有粉末球形度高、流动性好、松装密度高、粘结剂分布均匀、粘结强度高的,实现了陶瓷材料3D打印的批量化生产。

主权项

一种反应烧结碳化硅陶瓷激光选区烧结成型方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将陶瓷粉末、分散剂、碳化硅陶瓷研磨球和去离子水按一定的比例混合，加入四甲基氢氧化铵或氨水，将浆料PH调节到8～10，球磨1h～8h，使陶瓷粉末在水中充分分散均匀，得到浆料；(2)加入乳化剂高速乳化将热固性树脂乳化成细小的颗粒分散在水中，得到热固性树脂乳液；将水性热固性树脂或热固性树脂乳液、固化剂、消泡剂加入到浆料中继续球磨8h～72h，得到陶瓷浆料；(3)将陶瓷浆料通过喷雾造粒塔进行喷雾干燥造粒；(4)对喷雾造粒粉料进行筛分、重新级配；(5)将级配后的碳化硅陶瓷粉末置于SLS成型设备中，首先预热到50～150℃，然后在计算机的控制下按照预先设计的CAD模型按照层高0.05～2mm进行分层，设置打印参数，激光功率5～55W，打印速度为500～6000mm/s，逐层堆积，得到碳化硅陶瓷SLS成型素坯；(6)将碳化硅SLS素坯在真空或惰性气氛下以0.5～5℃/min的速率升温到700～950℃，保温0.5～3h，水性热固性树脂或热固性树脂乳液在高温下热解形成碳和挥发分，挥发分逸出形成毛细孔，得到热解的素坯；(7)将热解后的素坯埋入Si粉，在真空或惰性气体中于1450℃～1700℃进行烧结，Si熔融后通过毛细孔进入坯体，与热解形成的碳发生反应形成β‑碳化硅来结合原来的α‑碳化硅，多余挥发分逸出形成的毛细孔由Si填充，从而得到致密的碳化硅零件。