(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910126347.3
(22)申请日 2019.02.20
(71)申请人 华中科技大学
地址 430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路
1037号
申请人 北京钢研新冶精特科技有限公司
(72)发明人 李晨辉 邹阳 刘江安 史玉升
吴甲民 贺智勇 张启富
(74)专利代理机构 华中科技大学专利中心
42201
代理人 曹葆青 李智
(51)Int.Cl.
C04B 35/10(2006.01)
C04B 35/622(2006.01)
(54)发明名称一种复相陶瓷铸型的激光选区快速成型方法及其产品(57)摘要本发明属于陶瓷制备领域，并公开了一种复相陶瓷铸型的激光选区快速成型方法及其产品，该方法包括如下步骤：将不同粒径的Al 2O 3粉体与环氧树脂E12充分混合后获得Al 2O 3-E12复合粉末，利用该粉末进行选择性激光烧结(SLS)快速成型，得到Al 2O 3-E12铸型生坯，表面清粉后在真空下进行硅溶胶浸渗处理，然后对其脱脂和预烧得到Al 2O 3-SiO 2陶瓷铸型生坯，再次在真空下对其进行硅溶胶浸渗处理，最后高温烧结制得所述复相陶瓷铸型。本发明仅需采用简单的机械混合即能确保原料粉体具有良好的流动性能和SLS 成型性能，并 且通过引入二次硅溶胶真空浸渗工艺，在确保尺寸精度的同时提升所得陶瓷铸型的
致密度。权利要求书1页 说明书7页 附图2页CN 109734425 A 2019.05.10
C N 109734425
A
权 利 要 求 书1/1页CN 109734425 A
1.一种复相陶瓷铸型的激光选区快速成型方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(a)将不同粒径的Al2O3粉体与环氧树脂E12充分混合后获得Al2O3-E12复合粉末；
(b)利用上述Al2O3-E12复合粉末进行选择性激光烧结快速成型，得到Al2O3-E12铸型生坯；
(c)将上述Al2O3-E12铸型生坯的表面清粉后在真空下进行硅溶胶浸渗处理，然后对其脱脂和预烧得到Al2O3-SiO2陶瓷铸型生坯；
(d)将上述Al2O3-SiO2陶瓷铸型生坯再次在真空下进行硅溶胶浸渗处理，最后高温烧结制得所述复相陶瓷铸型。
2.如权利要求1所述的复相陶瓷铸型的激光选区快速成型方法，其特征在于，所述步骤
(a)中Al2O3-E12复合粉末的制备方法为：选择D50分别为5μm、20μm和90μm的三种Al2O3粉体，并按照计算得到的上述三种Al2O3粉体的掺混比例将其混合，然后将环氧树脂E12与混合后的Al2O3粉体以1:20～2:25的质量比掺混，机械混合2h～4h后制得所述Al2O3-E12复合粉末。
3.如权利要求1或2所述的复相陶瓷铸型的激光选区快速成型方法，其特征在于，所述D50分别为5μm、20μm和90μm的三种Al2O3粉体的颗粒形度不小于0.7，其Al2O3含量大于97％，并且上述三种Al2O3粉体的D90分别小于11um、40um和190um。
4.如权利要求1～3任一项所述的复相陶瓷铸型的激光选区快速成型方法，其特征在于，所述步骤(b)中进行选择性激光烧结快速成型的过程中，所用的激光为波长9.4～10.6μm的连续激光，该激光的光斑直径优选为0.15mm～0.20mm，其功率优选为6W～9W，所述Al2O3-E12复合粉末的铺粉厚度优选为0.15mm～0.20mm，预热温度优选为40℃～50℃，扫描速率优选为1300mm/s～1700mm/s，其中在模型轮廓位置的激光功率为模型内部的0.5倍，模型轮廓位置的扫描速率为模型内部的2倍。
5.如权利要求1～4任一项所述的复相陶瓷铸型的激光选区快速成型方法，其特征在于，所述步骤(c)和步骤(d)中在真空下进行硅溶胶浸渗处理的过程为：将待浸渗的试样浸没于硅溶胶中，然后抽真空至绝对压力小于0.005MPa，并在该压力下连续抽真空不低于30min，最终完成浸渗处理工作。
6.如权利要求1～5任一项所述的复相陶瓷铸型的激光选区快速成型方法，其特征在于，所述步骤(c)和步骤(d)中硅溶胶优选为氨型氧化硅溶胶，其浓度不低于20wt％。
7.如权利要求1～6任一项所述的复相陶瓷铸型的激光选区快速成型方法，其特征在于，所述步骤(c)中脱脂和预烧过程中的升温程序为：以1.25℃/min～1.5℃/min的升温速率从常温升至200℃，然后再以1℃/min～1.25℃/min的升温速率升至480℃，并在该温度下保温0.5h～2h，接着以1.25℃/min～1.5℃/min的升温速率继续升温至650℃，在该温度下保温0.5h～2h，最后以不大于7℃/min的升温速率升至1000℃，在该温度下保温3h。
8.如权利要求1～7任一项所述的复相陶瓷铸型的激光选区快速成型方法，其特征在于，所述步骤(d)中高温烧结过程中烧结温度优选为1600℃～1650℃，烧结时间优选为3h～5h。
9.一种利用如权利要求1～8任一项所述的方法制备的复相陶瓷铸型。
10.如权利要求9所述的复相陶瓷铸型，其特征在于，所述复相陶瓷铸型的抗折强度大于8MPa，其长度方向的线收缩率小于1％。
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