本發明涉及一種3d打印不銹鋼材料熱處理方法，屬于材料的熱處理技術領域。

　　背景技術：

　　3d打印是通過計算機軟件設計出三維模型，采用分層加工與疊加成形的方式制造出與三維模型相同的新型制造技術。與傳統的減材制造相比，3d打印屬于增材制造，它具有生產周期短、設計靈活性好、定制化程度高等多種優勢。

　　通常3d打印成型狀態下的金屬零件，其力學性能尚不能滿足實際使用要求，需對零件進行后續的熱處理，以滿足零件使用工況。如常用的corrax、17-4ph、ph13-8mo等的模具鋼材料，為獲得高強韌性能，零件需要進行固溶與時效處理。corrax與17-4ph材料，均需要采用高溫固溶與中溫時效后處理。目前，針對此類不銹鋼材料的熱處理工藝已多有研究。

　　公開號為cn105331786a、名稱為一種ph17-4沉淀硬化不銹鋼負溫度梯度固溶熱處理方法的發明專利申請中，公開了ph17-4的兩步熱處理工藝：1、將ph17-4從室溫加熱至1000℃～1200℃，然后在負溫度梯度的條件下進行固溶處理，在空氣中自然冷卻至室溫；2、從室溫升溫至480℃，在此溫度下保溫4h進行時效處理，在空氣中自然冷卻至室溫。

　　現有熱處理工藝針對3d打印已經成型的零件，并不完全適用。

　　技術實現要素：

　　本發明的目的是：提供一種適合3d打印零件的熱處理方法，以減少零件變形、縮短熱處理時間。

　　為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種3d打印不銹鋼材料熱處理方法，用于簡化3d打印零件熱處理工藝流程，提高總體力學性能，減小零件加工余量，其特征在于，包括以下步驟：

　　步驟1：零件打印

　　通過3d打印設備在基板上完成不銹鋼零件的成型，基板加熱溫度為160℃～200℃；

　　步驟2：深冷處理

　　不銹鋼零件成型結束后，將不銹鋼零件置于深冷箱中進行冷處理，冷處理溫度為-20℃～-50℃、冷處理時間為1.5h～2.5h、冷卻方式為空冷；

　　步驟3：時效處理

　　深冷處理完成后，將不銹鋼零件置于馬弗爐中進行時效熱處理，時效溫度為530℃～570℃，時效時間為1h～2h，冷卻方式為空冷，時效熱處理采用氣氛保護。

　　優選地，步驟1中，所述3d打印設備的掃描策略采用條帶掃描策略。

　　優選地，步驟1中，所述基板的加熱溫度優選為180℃～200℃。

　　優選地，步驟2中，所述冷處理溫度優選為-20℃～-40℃，所述冷處理時間優選為2h～2.5h。

　　優選地，步驟3中，所述時效溫度優選為540℃～570℃，所述時效時間優選為2h，所述氣氛保護采用ar氣。

　　本發明提供的一種適合3d打印零件的熱處理方法可以解決目前3d打印制造金屬零件，后處理變形量大、時間長、零件加工余量大的問題。相比現有技術，本發明具有如下有益效果：

　　1、本發明熱處理工藝流程簡單，無高溫固溶處理步驟，時效時間短。

　　2、零件熱處理前后尺寸變化小。

　　3、零件硬度高，抗拉強度高，韌性高。

　　附圖說明

　　圖1為本發明提供的一種3d打印不銹鋼材料熱處理工藝圖。

　　具體實施方式

　　下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。

　　實施例1

　　本實施例公開的一種3d打印材料熱處理工藝，以corrax不銹鋼材料為例，包括以下步驟：

　　步驟1：零件打印

　　通過3d打印設備，采用條帶掃描策略，打印100×100×30mm的零件，基板加熱溫度為200℃；

　　步驟2：深冷處理

　　成型結束，零件置于深冷箱中進行冷處理，冷處理溫度為-20℃，時間為2h，空冷至室溫；

　　步驟3：時效處理

　　冷處理完成，將零件置于馬弗爐中進行時效熱處理，時效溫度為550℃，時效時間為2h，空冷至室溫，熱處理采用ar氣氛保護。

　　對比例1.1

　　針對本發明實施例1提供有對比例1.1，實現corrax不銹鋼材料的熱處理，主要包括以下步驟：

　　步驟1：零件打印

　　通過3d打印設備，采用條帶掃描策略，打印100×100×30mm的零件，不開啟基板加熱；

　　步驟2：固溶處理

　　成型結束，將零件置于馬弗爐中進行固溶處理，固溶溫度為950℃，固溶時間為45min，空冷至室溫，熱處理采用ar氣氛保護；

　　步驟3：時效處理

　　固溶處理完成，將零件置于馬弗爐中進行時效熱處理，時效溫度為550℃，時效時間為2h，空冷至室溫，熱處理采用ar氣氛保護。

　　對比例1.2

　　針對本發明實施例1提供有對比例1.2，實現corrax不銹鋼材料的熱處理，主要包括以下步驟：

　　步驟1：零件打印

　　通過3d打印設備，采用條帶掃描策略，打印100×100×30mm的零件，不開啟基板加熱；

　　步驟2：時效處理

　　零件打印完成，將零件置于馬弗爐中進行時效熱處理，時效溫度為550℃，時效時間為2h，空冷至室溫，熱處理采用ar氣氛保護。

　　經測試，成型工件室溫下的力學性能與尺寸變化如下表1所示：

　　表1

　　實施例2

　　本實施例公開的一種3d打印材料熱處理工藝，以corrax不銹鋼材料為例，包括以下步驟：

　　步驟1：零件打印

　　通過3d打印設備，采用條帶掃描策略，打印100×100×30mm的零件，基板加熱溫度為180℃；

　　步驟2：深冷處理

　　成型結束，零件置于深冷箱中進行冷處理，冷處理溫度為-30℃，時間為1.5h，空冷至室溫；

　　步驟3：時效處理

　　冷處理完成，將零件置于馬弗爐中進行時效熱處理，時效溫度為560℃，時效時間為2h，空冷至室溫，熱處理采用ar氣氛保護。

　　對比例2.1

　　針對本發明實施例2提供有對比例2.1，實現corrax不銹鋼材料的熱處理，主要包括以下步驟：

　　步驟1：零件打印

　　通過3d打印設備，采用條帶掃描策略，打印100×100×30mm的零件，不開啟基板加熱；

　　步驟2：固溶處理

　　成型結束，將零件置于馬弗爐中進行固溶處理，固溶溫度為950℃，固溶時間為45min，空冷至室溫，熱處理采用ar氣氛保護；

　　步驟3：時效處理

　　固溶處理完成，將零件置于馬弗爐中進行時效熱處理，時效溫度為560℃，時效時間為2h，空冷至室溫，熱處理采用ar氣氛保護。

　　對比例2.2

　　針對本發明實施例2提供有對比例2.2，實現corrax材料的熱處理，主要包括以下步驟：

　　步驟1：零件打印

　　通過3d打印設備，采用條帶掃描策略，打印100×100×30mm的零件，不開啟基板加熱；

　　步驟2：時效處理

　　零件打印完成，將零件置于馬弗爐中進行時效熱處理，時效溫度為560℃，時效時間為2h，空冷至室溫，熱處理采用ar氣氛保護。

　　經測試，成型工件室溫下的力學性能與尺寸變化如下表2所示：

　　表2

　　實施例3

　　本實施例公開的一種3d打印材料熱處理工藝，以corrax不銹鋼材料為例，包括以下步驟：

　　步驟1：零件打印

　　通過3d打印設備，采用條帶掃描策略，打印100×100×30mm的零件，基板加熱溫度為170℃；

　　步驟2：深冷處理

　　成型結束，零件置于深冷箱中進行冷處理，冷處理溫度為-40℃，時間為2h，空冷至室溫；

　　步驟3：時效處理

　　冷處理完成，將零件置于馬弗爐中進行時效熱處理，時效溫度為570℃，時效時間為2h，空冷至室溫，熱處理采用ar氣氛保護。

　　對比例3.1

　　針對本發明實施例3提供有對比例3.1，實現corrax不銹鋼材料的熱處理，主要包括以下步驟，

　　步驟1：零件打印

　　通過3d打印設備，采用條帶掃描策略，打印100×100×30mm的零件，不開啟基板加熱；

　　步驟2：固溶處理

　　成型結束，將零件置于馬弗爐中進行固溶處理，固溶溫度為950℃，固溶時間為45min，空冷至室溫，熱處理采用ar氣氛保護；

　　步驟3：時效處理

　　固溶處理完成，將零件置于馬弗爐中進行時效熱處理，時效溫度為570℃，時效時間為2h，空冷至室溫，熱處理采用ar氣氛保護。

　　對比例3.2

　　針對本發明實施例3提供有對比例3.2，實現corrax不銹鋼材料的熱處理，主要包括以下步驟，

　　步驟1：零件打印

　　通過3d打印設備，采用條帶掃描策略，打印100×100×30mm的零件，不開啟基板加熱；

　　步驟2：時效處理

　　零件打印完成，將零件置于馬弗爐中進行時效熱處理，時效溫度為570℃，時效時間為2h，空冷至室溫，熱處理采用ar氣氛保護。

　　經測試，成型工件室溫下的力學性能與尺寸變化如下表3所示：

　　表3。

　　技術特征：

　　1.一種3d打印不銹鋼材料熱處理方法，用于簡化3d打印零件熱處理工藝流程，提高總體力學性能，減小零件加工余量，其特征在于，包括以下步驟：

　　步驟1：零件打印

　　通過3d打印設備在基板上完成不銹鋼零件的成型，基板加熱溫度為160℃～200℃；

　　步驟2：深冷處理

　　不銹鋼零件成型結束后，將不銹鋼零件置于深冷箱中進行冷處理，冷處理溫度為-20℃～-50℃、冷處理時間為1.5～2.5h、冷卻方式為空冷；

　　步驟3：時效處理

　　深冷處理完成后，將不銹鋼零件置于馬弗爐中進行時效熱處理，時效溫度為530℃～570℃，時效時間為1h～2h，冷卻方式為空冷，時效熱處理采用氣氛保護。

　　2.如權利要求1所述的一種3d打印不銹鋼材料熱處理方法，其特征在于，步驟1中，所述3d打印設備的掃描策略采用條帶掃描策略。

　　3.如權利要求1所述的一種3d打印不銹鋼材料熱處理方法，其特征在于，步驟1中，所述基板的加熱溫度優選為180℃～200℃。

　　4.如權利要求1所述的一種3d打印不銹鋼材料熱處理方法，其特征在于，步驟2中，所述冷處理溫度優選為-20℃～-40℃，所述冷處理時間優選為2h～2.5h。

　　5.如權利要求1所述的一種3d打印不銹鋼材料熱處理方法，其特征在于，步驟3中，所述時效溫度優選為540℃～570℃，所述時效時間優選為2h，所述氣氛保護采用ar氣。

　　技術總結

　　本發明公開了一種3D打印不銹鋼材料熱處理方法，用于簡化3D打印零件熱處理工藝流程，提高總體力學性能，減小零件加工余量，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：零件打??；步驟2：深冷處理；步驟3：時效處理。相比現有技術，本發明具有如下有益效果：本發明熱處理工藝流程簡單，無高溫固溶處理步驟，時效時間短。零件熱處理前后尺寸變化小。零件硬度高，抗拉強度高，韌性高。

　　技術研發人員：吳巧巧;于鵬超;王克文;牛潔;張國良

　　受保護的技術使用者：上海鐳鏌科技有限公司

　　技術研發日：2019.12.13

　　技術公布日：2020.04.24