热处理如何提高3D打印零件的耐磨性？

热处理如何提高3D打印零件的耐磨性

应对打印态金属的耐磨性局限

金属3D打印零件——特别是通过SLM或DMLS制造的零件——通常需要后处理来增强耐磨性。在打印完成状态下，许多合金表现出各向异性的晶粒结构、残余应力以及不理想的相分布，导致在机械摩擦或磨损下过早失效。热处理通过改变微观结构和提高硬度来解决这些问题。

通过热处理增强耐磨性的机制

1. 沉淀硬化

对诸如工具钢H13、工具钢1.2709和SUS630/17-4 PH等合金进行时效处理，通过形成均匀分布的纳米级析出物来提高硬度。这显著改善了表面耐久性，减少了粘着磨损和磨粒磨损。

• 1.2709在约490°C下时效6小时，硬度可达50 HRC以上

• 17-4 PH不锈钢（H900循环）硬度可达约40 HRC，并具有高耐腐蚀性

2. 相变

在Inconel 718或Hastelloy X等材料中，固溶处理后进行时效处理可促进γ'相析出。这不仅提高了高温强度，也增强了在苛刻环境下的表面耐磨性。

3. 晶粒细化和表面硬化

退火和回火产生细小、均匀的晶粒结构，从而提高了硬度和抗表面退化能力。这对于轴承衬套、轴承保持架和刀具镶块等承重或滑动接触部件至关重要。

4. 残余应力消除

通过去应力退火消除拉应力，可以稳定表面并最大限度地减少循环载荷下的微裂纹扩展。这对于由工具钢D2或SUS316L制成的模具和机械密封等应用中的长期表面完整性至关重要。

耐磨应用示例

• 工具钢H13制成的注塑模具型芯

• Haynes 230制成的航空航天密封件和护罩

• SUS630制成的机械耦合表面

• 工具钢1.2709制成的压铸镶块和切削刀具

推荐用于耐磨性能的服务

为了最大限度地提高3D打印部件的耐磨性，Neway 3DP提供：

• 热处理 根据合金类型和零件应用定制的回火、时效和硬化工艺。

• PVD涂层 在不引起尺寸变形的情况下增加表面硬度和耐磨性。

• CNC加工 用于热处理后的最终公差和表面光洁度。

这些解决方案确保了零件在苛刻工作条件下的延长使用寿命和可靠性。