[发明专利]一种热等静压玻璃包套的制备方法

说明书

本发明涉及一种热等静压玻璃包套的制备方法。利用3D打印技术，选用玻璃丝材或者玻璃粉末作为3D成型原料，按照制品三维模型程序，将玻璃丝材逐层熔融打印制备热等静压玻璃包套，将热等静压制品粉末或预制坯装入玻璃包套中，抽真空密封后，即可进行热等静压致密化处理；或将玻璃粉末与粘结剂混合均匀，调配成适当浓度的料浆，通过3D打印将上述料浆在热等静压制品预制坯表面逐层粘结固化后，在马弗炉中加热脱除粘结剂并使玻璃粉熔融均匀包覆预制坯表面，冷却后获得带玻璃包套的预制坯，即可直接进行热等静压致密化处理。本发明技术可以根据热等静压制品材质的熔点选用不同软化温度的玻璃丝材或玻璃粉末，工艺简单，操作方便，适用范围广。

技术领域

本发明涉及热等静压技术应用领域，提供了一种利用3D打印技术快速制备热等静压玻璃包套的方法。

技术背景

热等静压技术是一种利用高温高压容器对制件进行成型以及致密化的技术，常用于铸件的缺陷消除、粉末冶金制品成型、同质/异质材料扩散连接、反应热等静压等，涉及航空航天、船舶制造、海洋化工、核反应堆等各个领域，是工业发展的强大动力。热等静压工艺通常采用钢包套成型，大多采用焊接成型，多用于简单形状的包套制作。由于异形件的钢包套变形困难、制作焊接工序较长，限制了该技术的应用与发展。

本发明技术针对上述问题，解决复杂形状异形件的热等静压包套制作变形困难、制作周期长的问题，提供了一种利用3D打印技术快速制备热等静压玻璃包套的方法。本发明技术既满足制品对形状尺寸的要求，又缩短了制作周期，是一种既经济、又高效制备热等静压包套的方法。

发明内容

本发明主要针对制作复杂形状热等静压钢包套困难、制作周期长等问题，提供了一种简易、快速、高效制备热等静压玻璃包套的方法，尤其是能够解决复杂形状热等静压制品的包套制作问题。其具体工艺步骤如下：

a、3D打印玻璃丝材制备热等静压玻璃包套

(1)根据所需制品的形状绘制三维模型，并将其切片，根据精度要求其层厚可设为0.1～1.0mm之间；

(2)将三维模型转化数据格式输入3D打印机，根据所选玻璃丝材软化温度的不同选择相应的喷嘴加热温度(高于软化温度100～300℃)，逐层打印包套原型；

(3)将热等静压制品粉末或预制坯封装于包套原型，抽真空密封后，进行热等静压致密化处理。

b、3D打印玻璃粉末粘结原型制备热等静压玻璃包套

(1)根据所需制品的形状绘制三维模型，并将其切片，根据精度要求其层厚可设为0.1～1.0mm之间；

(2)将玻璃粉末与粘结剂混合均匀，调配成具有适当粘度的料浆；

(3)将三维模型转化数据格式输入3D打印机，将上述料浆在热等静压制品预制坯表面逐层粘结固化，固化方式可根据粘结剂种类选择热固化或化学固化；

(4)在马弗炉中加热脱除粘结剂并使玻璃粉熔融均匀包覆预制坯表面，加热温度高于软化温度100～300℃，冷却后获得带玻璃包套的预制坯，可直接进行热等静压致密化处理。

优选的，所述使用的玻璃丝材或玻璃粉末的软化温度为400～1500℃。

优选的，所述玻璃粉末的平均粒度为10～100μm，包套厚度为1～10mm。

采用以上技术方案，本发明的有益效果在于：

1、利用3D打印玻璃丝材或玻璃粉末制备热等静压玻璃包套，工艺简单、取材容易、成本低。

2、3D打印热等静压玻璃包套有利于复杂形状制品的近终成型。

3、适用范围广，涉及铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、钢、钨及钨合金、钼及钼合金等金属制品，以及氧化铝、氧化锆、碳化硅等陶瓷制品。