阅读说明：本技术 一种3d打印金属材料 (3D printing metal material ) 是由 王元飞 王宁 李伟刚 于 2020-05-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及3D打印技术领域,一种3D打印金属材料,其特征在于：所述3D打印金属材料包括以下组分的主料且各组分的重量份为：Al-Cu合金30-40份、Al-Mn合金25-35份、Si20-30份、Mg15-20份、Ni10-15份、Bi8-13份和Sn5-10份,还包括以下重量份的辅料海藻酸钠3-8份和硅酸乙酯2-6份。本发明制备的3D打印金属材料具有良好的力学性能,可以使得3D打印金属材料的组织性能大大细化,分布的相对均匀,避免了打印出的产品内部大的缺陷,具备良好的气密性、韧性、可塑性,高温时能抗氧化,硬度高,导热性较好,耐磨性较强,制备方法简单易操作,延长打印出产品的使用寿命。(The invention relates to the technical field of 3D printing, and discloses a 3D printing metal material, which is characterized in that: the 3D printing metal material comprises the following main materials in parts by weight: 30-40 parts of Al-Cu alloy, 25-35 parts of Al-Mn alloy, 25-30 parts of Si20, 15-20 parts of Mg, 10-15 parts of Ni, 8-13 parts of Bi and 5-10 parts of Sn, and also comprises the following auxiliary materials of 3-8 parts of sodium alginate and 2-6 parts of ethyl silicate by weight. The 3D printing metal material prepared by the invention has good mechanical properties, can greatly refine the structure properties of the 3D printing metal material, is relatively uniform in distribution, avoids the defect of large interior of a printed product, has good air tightness, toughness and plasticity, can resist oxidation at high temperature, has high hardness, good thermal conductivity and strong wear resistance, is simple and easy to operate in the preparation method, and prolongs the service life of the printed product.)

一种3D打印金属材料

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种3D打印金属材料。

背景技术

3D打印机又称三维打印机(3DP)，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。3D打印机堆叠薄层的形式有多种多样。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料，堆叠薄层的形式有多种多样，可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质；

但是现有的3D打印金属材料的强度和延伸率都比较低，容易出现变形甚至造成打印出的产品断裂的现象，不能满足一些需要承受较大动载荷的产品要求，导致打印出产品质量不好，使用寿命较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印金属材料，以解决现有技术中提出的3D打印金属材料的强度和延伸率都比较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3D打印金属材料，所述3D打印金属材料包括以下组分的主料且各组分的重量份为：Al-Cu合金30-40份、Al-Mn合金25-35份、Si20-30份、Mg15-20份、Ni10-15份、Bi8-13份和Sn5-10份，还包括以下重量份的辅料海藻酸钠3-8份和硅酸乙酯2-6份。

制备所述3D打印金属材料的方法，包括如下步骤：

步骤一、原料准备：按照上述重量份数准备主料，并对主料的表面油渍和氧化层进行处理；

步骤二、对主料和海藻酸钠混合并利用粉碎机进行粉碎，将粉碎后的材料采用研磨机加入硅酸乙酯进行研磨得到金属材料粉末；

步骤三、将金属材料粉末放入熔炼炉内，将温度从50-70度开始升温至800-950度直至原料全部熔化后进行保温1-2h得到合金液；

步骤四、将合金液的温度控制在700-720度，向熔炼炉内充入惰性气体进行除气3-5分钟，再加入精炼剂温度加热至810-830度进行精炼处理得到金属材料溶液；

步骤五、将得到的金属材料溶液降温至600-650度，在压铸机上以0.1-0.2m/s的超低速压射速度成形为压铸件；

步骤六、将压铸件冷却到常温状态，并利用球磨机将压铸件研磨成粉体，然后对粉体进行低温烘干得到3D打印金属材料。

优选的，包括以下重量份的主料，Al-Cu合金35份、Al-Mn合金28份、Si25份、Mg18份、Ni13份、Bi11份和Sn8份。

优选的，包括以下重量份的主料，Al-Cu合金38份、Al-Mn合金30份、Si23份、Mg19份、Ni13份、Bi10份和Sn7份。

优选的，包括以下重量份的主料，Al-Cu合金34份、Al-Mn合金28份、Si23份、Mg16份、Ni12份、Bi9份和Sn8份。

优选的，步骤四中，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气的任一种，且纯度为98％以上。

优选的，步骤四中，精炼后如果出现浮渣，需要捞出浮渣并进行二次精炼。

优选的，步骤四中，熔炼炉内真空升至0.05MPa以下进行精炼。

本发明提出的一种3D打印金属材料，有益效果在于：本发明制备的3D打印金属材料具有良好的力学性能，可以使得3D打印金属材料的组织性能大大细化，分布的相对均匀，避免了打印出的产品内部大的缺陷，具备良好的气密性、韧性、可塑性，高温时能抗氧化，硬度高，导热性较好，耐磨性较强，制备方法简单易操作，延长打印出产品的使用寿命。

具体实施方式

下面将结合本发明的实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1，本发明提供一种技术方案：一种3D打印金属材料，所述3D打印金属材料包括以下组分的主料且各组分的重量份为：Al-Cu合金35份、Al-Mn合金28份、Si25份、Mg18份、Ni13份、Bi11份和Sn8份，还包括以下重量份的辅料海藻酸钠7份和硅酸乙酯5份。

制备所述3D打印金属材料的方法，包括如下步骤：

步骤一、原料准备：按照上述重量份数准备主料，并对主料的表面油渍和氧化层进行处理；步骤二、对主料和海藻酸钠混合并利用粉碎机进行粉碎，将粉碎后的材料采用研磨机加入硅酸乙酯进行研磨得到金属材料粉末；步骤三、将金属材料粉末放入熔炼炉内，将温度从55度开始升温至950度直至原料全部熔化后进行保温1.2h得到合金液；步骤四、将合金液的温度控制在700度，向熔炼炉内充入惰性气体进行除气4分钟，所述惰性气体为氩气，且纯度为98％以上，熔炼炉内真空升至0.05MPa以下，再加入精炼剂温度加热至810度进行精炼处理得到金属材料溶液，精炼后如果出现浮渣，需要捞出浮渣并进行二次精炼；步骤五、将得到的金属材料溶液降温至620度，在压铸机上以0.12m/s的超低速压射速度成形为压铸件；步骤六、将压铸件冷却到常温状态，并利用球磨机将压铸件研磨成粉体，然后对粉体进行低温烘干得到3D打印金属材料。

实施例2，本发明提供一种技术方案：一种3D打印金属材料，所述3D打印金属材料包括以下组分的主料且各组分的重量份为：Al-Cu合金38份、Al-Mn合金30份、Si23份、Mg19份、Ni13份、Bi10份和Sn7份，还包括以下重量份的辅料海藻酸钠6份和硅酸乙酯6份。

制备所述3D打印金属材料的方法，包括如下步骤：

步骤一、原料准备：按照上述重量份数准备主料，并对主料的表面油渍和氧化层进行处理；步骤二、对主料和海藻酸钠混合并利用粉碎机进行粉碎，将粉碎后的材料采用研磨机加入硅酸乙酯进行研磨得到金属材料粉末；步骤三、将金属材料粉末放入熔炼炉内，将温度从65度开始升温至900度直至原料全部熔化后进行保温1.5h得到合金液；步骤四、将合金液的温度控制在705度，向熔炼炉内充入惰性气体进行除气3.5分钟，所述惰性气体为氪气，且纯度为98％以上，熔炼炉内真空升至0.05MPa以下，再加入精炼剂温度加热至808度进行精炼处理得到金属材料溶液，精炼后如果出现浮渣，需要捞出浮渣并进行二次精炼；步骤五、将得到的金属材料溶液降温至635度，在压铸机上以0.15m/s的超低速压射速度成形为压铸件；步骤六、将压铸件冷却到常温状态，并利用球磨机将压铸件研磨成粉体，然后对粉体进行低温烘干得到3D打印金属材料。

实施例3，本发明提供一种技术方案：一种3D打印金属材料，所述3D打印金属材料包括以下组分的主料且各组分的重量份为：Al-Cu合金34份、Al-Mn合金28份、Si23份、Mg16份、Ni12份、Bi9份和Sn8份，还包括以下重量份的辅料海藻酸钠8份和硅酸乙酯5份。

制备所述3D打印金属材料的方法，包括如下步骤：

步骤一、原料准备：按照上述重量份数准备主料，并对主料的表面油渍和氧化层进行处理；步骤二、对主料和海藻酸钠混合并利用粉碎机进行粉碎，将粉碎后的材料采用研磨机加入硅酸乙酯进行研磨得到金属材料粉末；步骤三、将金属材料粉末放入熔炼炉内，将温度从68度开始升温至922度直至原料全部熔化后进行保温1.6h得到合金液；步骤四、将合金液的温度控制在700-720度，向熔炼炉内充入惰性气体进行除气5分钟，所述惰性气体为氦气，且纯度为98％以上，熔炼炉内真空升至0.05MPa以下，再加入精炼剂温度加热至815度进行精炼处理得到金属材料溶液，精炼后如果出现浮渣，需要捞出浮渣并进行二次精炼；步骤五、将得到的金属材料溶液降温至620度，在压铸机上以0.18m/s的超低速压射速度成形为压铸件；步骤六、将压铸件冷却到常温状态，并利用球磨机将压铸件研磨成粉体，然后对粉体进行低温烘干得到3D打印金属材料。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。