本发明属于金属基复合材料，具体涉及高导热模具钢复合材料及其制备方法。
背景技术：
1、模具钢在各行各业的生产中都发挥着重要作用，它的优异性能够承受高压、高温和高负荷的工作环境。模具钢的优异性主要体现在：高强度和高硬度，保证稳定性和耐久性；优良的耐磨性，长时间使用不易磨损，能够保持精度和性能，延长使用寿命；模具钢作为一种主要应用于生产磨具的钢材，大多作为浇筑模具，在零件成形期间需要承受较高的温度。然而，其固有的低导热性能仍是制约模具性能进一步提升的关键因素。导热性能较差则会导致温度的累计，从而减少模具的使用寿命、影响成形零件的质量、延长加工时间，导致经济效益低。在快速变化的工业生产需求下，尤其是针对需要高效散热和精确温控的高端制造领域，传统模具钢材料的导热不足问题愈发凸显，不仅限制了模具的使用寿命和成形零件的质量，还增加了生产周期和能耗成本，难以满足行业需求。
2、石墨烯材料以其卓越的导电、热传导及机械性能为材料科学带来了革命性进展，但如何将石墨烯的高导热特性有效整合到模具钢中，形成兼具高强度、高耐磨与卓越导热性能的新型复合材料，仍是当前技术面临的一大挑战。现有技术多集中于石墨烯的分散均匀性、界面结合强度及复合材料制备工艺的优化上，如何在保证模具钢原有优异性能的同时，显著提升其导热性能，实现材料性能的全面升级，成为亟待解决的技术难题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高导热模具钢复合材料，能够实现对模具钢材料导热性能的提高，得到了一种具有高表面形貌、低粗糙度、高导热的模具钢复合材料，突破了传统单一材料在模具加工成形领域内对多功能性材料使用要求的限制，极大地拓展了模具钢材料的应用范围和工程实用性；
2、本发明的另一个目的在于提供一种高导热模具钢复合材料的制备方法，科学合理，简单易行。
3、本发明所采取的技术方案如下：
4、所述的高导热模具钢复合材料的制备方法，包括以下步骤：
5、(1)利用绘图软件构建测试样所需的三维立体模型，以设备所需的格式保存。通过快速制造切片软件对该lpbf模型进行切片处理，将切片得到的二维平面模型以afi格式保存，并传输至激光选区熔化设备的计算机控制系统，以进行成形试样位置的排布；
6、(2)设置激光选区熔化设备(lpbf)的工艺参数，包括激光功率、扫描速度、层厚、角度增量和扫描间距；
7、(3)使用精确到小数点后3位的电子秤，称取质量比为(98～99.8):(0.2～2)的石墨烯粉末和模具钢粉末，使用行星球磨机，在200r/min的条件下混合球磨8h，研磨球与混合粉末的质量比为2:1，球磨后使用200目的筛网将球与粉末分离，并将筛分后的粉末放入真空干燥箱中，在75℃的条件下干燥8h；
8、(4)将干燥后的混合粉末放入成型设备料缸中，调整刮刀角度使其与成形基板相对平行，将混合粉末均匀的平铺至成形区域；
9、(5)向成形舱内充入保护气，待成形舱内的氧含量降至预设阙值以下，启动激光扫描系统，对成形基板上的混合粉末进行预期轨迹的熔化凝固；
10、(6)为了使复合材料在成形基板上紧密成形，对第一层混合粉末进行重复熔化凝固3次，完成第一层成形之后，成型基板下降一层混合粉末的高度，重复铺粉、熔化、凝固过程，从第二层开始每层混合粉末只熔化1次，逐层打印，即得高导热模具钢复合材料。
11、与传统工艺相较而言，lpbf工艺具有以下优点：更高的制造精度，lpbf工艺能够实现更为复杂的打印，制造出精度更高的零件；可实现批量生产，lpbf工艺能够同时打印多个零件；材料利用率高，lpbf工艺通过层层堆叠进行打印，浪费少，能够降低材料的损耗。较传统工艺而言，lpbf工艺具有更高的生产效率、更低的生产成本、更灵活的设计、更环保节约的优点。
12、所述的模具钢粉末由气雾化制备得到，主要物相为fe、mo合金，粉末的主要元素组成为：6wt.％的mo，5wt.％的cr，3wt.％的ni，2wt.％的v，其余为fe，粒径为24～52μm。
13、所述的石墨烯粉末为单层状，通过球磨机打散，通过筛网筛选出粒径＜62μm的粉末备用。
14、所述的混合粉末的粒径为22～62μm，石墨烯粉末均匀分布在层间表面。
15、所述的步骤(2)中，激光功率为140～360w，扫描速度为700～1000m/s，扫描间距为80～100μm，层厚为25～35μm，角度增量为65～70°。
16、所述的步骤(5)中，保护气为氩气。
17、所述的步骤(5)中，氧含量的预设阙值为50ppm。
18、所述的高导热模具钢复合材料，采用上述的高导热模具钢复合材料的制备方法制备得到。
19、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
20、(1)本发明所述的高导热模具钢复合材料，基于lpbf技术，通过对激光功率等关键工艺参数的精确控制，实现了对高导热模具钢复合材料成形过程的精准调控，所制得的高导热模具钢复合材料具有优良的性能；
21、(2)通过本发明所述的高导热模具钢复合材料，通过向模具钢粉末中添加石墨烯粉末，增强了模具钢粉末的导热性和耐磨性；所制得的高导热模具钢复合材料，具有高致密度和高导热的特点，确保了材料在工程应用中的稳定性和可靠性。通过优化工艺参数和成形过程，有效减少了材料内部缺陷和导热性能较差的问题，进一步提升了材料的整体性能和使用寿命；
22、(3)本发明所述的高导热模具钢复合材料，能够满足在模具成形领域对成形零件成形质量的不同设置与分配的需求，能够实现零件的快速凝固成形，减少内部缺陷，并延长模具的使用寿命。这种高导热的设计使得材料在保持整体结构完整性的同时，能够根据实际需求在零件成形中展现出优异的力学性能、耐腐蚀性能、高温性能和导热性能等，从而显著提升了零件的整体性能，在模具浇筑成形等领域具有广泛的应用前景，为相关行业的发展提供了新的材料解决方案；
23、(4)本发明所述的高导热模具钢复合材料的制备方法，科学合理，简单易行，适合工业化生产。
1.一种高导热模具钢复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高导热模具钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述的模具钢粉末由气雾化制备得到，粒径为24～52μm。
3.根据权利要求1所述的高导热模具钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯粉末的粒径＜62μm。
4.根据权利要求1所述的高导热模具钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述的混合粉末的粒径为22～62μm。
5.根据权利要求1所述的高导热模具钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，激光功率为140～360w。
6.根据权利要求1所述的高导热模具钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，扫描速度为700～1000m/s，扫描间距为80～100μm，层厚为25～35μm，角度增量为65～70°。
7.根据权利要求1所述的高导热模具钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)中，保护气为氩气。
8.根据权利要求1所述的高导热模具钢复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(5)中，氧含量的预设阙值为50ppm。
9.一种高导热模具钢复合材料，其特征在于，由权利要求1～8任意一项所述的高导热模具钢复合材料的制备方法制备得到。
