[发明专利]一种用于3D打印的铁粉

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印材料，更确切地说，是一种用于3D打印的铁粉。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

铁粉作为3D打印的材料应用较为广泛，由于铁粉在高温熔融状态下活性较高打印成型后的材料整体杂质较多，且逐层打印层与层之间熔接不够致密，成型产品的强度也不高。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的技术问题，从而提供一种用于3D打印的铁粉。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种用于3D打印的铁粉，由如下重量份的原料组成：

高纯铁粉250-280份，钼粉10-20份，锰粉5-12份，纳米碳化硼12-18份，纳米氮化硅5-10份；

所述用于3D打印的铁粉的制备方法：

首先，将高纯铁粉、钼粉、锰粉加入真空釜内熔炼，熔炼的同时持续搅拌至原料充分混合，再加入纳米碳化硼、纳米氮化硅，搅拌均匀后将混合溶液倒入冷却槽，自然冷却至室温后得金属坯料；

然后，将所得金属坯料用粉碎机研磨成细粉，所得细粉过500目筛后即得。

作为本发明较佳的实施例，铁粉由如下重量份的原料组成：高纯铁粉260份，钼粉12份，锰粉10份，纳米碳化硼13份，纳米氮化硅6份。

作为本发明较佳的实施例，所述的纳米碳化硼和纳米氮化硅的颗粒大小为60-90纳米。

本发明的用于3D打印的铁粉相关组分的作用。

钼粉：钼粉的添加可以有效降低铁粉的熔点，发明人通过多次实验发现添加了钼粉的铁粉比没有添加钼粉的铁粉熔点降低了150℃左右，这样就降低了3D打印过程中打印点附近的温度，有利于降低铁与空气中氧气的反应速度，从而降低打印成型后材料的杂质含量。

锰粉：锰粉的添加起到的作用是抑制铁在高温熔化状态下的活性，发明人通过实验发现添加了锰粉的3D打印铁粉比没有添加锰粉的3D打印铁粉在高温下的活性更弱，这样3D打印的时候铁在融化状态下与周围空气中氧气的反应就受到抑制，进而减少铁的氧化物的生成，这样就减少了打印成型后材料内的杂质含量，提高了材料的整体纯度。

纳米碳化硼：纳米碳化硼的添加可以提高铁粉在打印时熔化后的流动性，发明人通过实验发现添加了纳米碳化硼的铁粉在熔化状态下具有更好的流动性，减少了熔融状态下铁与仪器的粘连，延长打印设备的使用寿命。

纳米氮化硅：纳米氮化硅可以提高打印时铁熔液层间熔接的致密性，发明人通过实验发现添加了纳米氮化硅的铁粉比没有添加纳米氮化硅的铁粉打印出来的材料整体性更好，材料内部分层不明显，材料的整体强度更高。

本发明的用于3D打印的铁粉整体造价相对低廉，相比进口的3D打印铁粉价格大幅回落，有利于企业降低制造成本。用本发明的铁粉打印出来的产品整体纯净度较高，材料中含有的金属氧化物量较少，材料的稳定性较佳。用本发明的铁粉打印出来的产品材料整体性较好，内部分层状态不明显，材料整体较为致密，成型后的材料机械强度较高。

具体实施方式

下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

[实施例1]

按重量份取高纯铁粉250份，钼粉10份，锰粉5份，纳米碳化硼12份，纳米氮化硅5份。

首先，将高纯铁粉、钼粉、锰粉加入真空釜内熔炼，熔炼的同时持续搅拌至原料充分混合，再加入纳米碳化硼、纳米氮化硅，搅拌均匀后将混合溶液倒入冷却槽，自然冷却至室温后得金属坯料；

然后，将所得金属坯料用粉碎机研磨成细粉，所得细粉过500目筛后即得。

[实施例2]

按重量份取高纯铁粉280份，钼粉20份，锰粉12份，纳米碳化硼18份，纳米氮化硅10份。