[發明專利]一種塊體準晶的制備方法

無效

• 申請號: 201110400636.1
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN102443799A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 馮麗萍;張國勝;陳寶慶;劉艷芳;張金興
• 申請（專利權）人: 天津工程機械研究院
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101
• 代理人: 鄭乘澄

技術領域

本發明屬于金屬材料技術領域，特別是涉及一種塊體準晶的制備方法。

背景技術

目前，激光快速成形是制備和修復金屬零件的一種新技術。該技術在航空航天、模具領域具有很好的應用前景，由于激光加工過程的快速加熱和快速冷卻的特點，該技術也是快速凝固領域的重要研究手段和研究內容，因此，激光快速成形在快速凝固和新材料及裝備制造領域有重要的地位和作用。

現有的制備準晶材料的技術主要有液態快冷、純熔液大過冷、物理和化學氣相沉積、輻照、化學、機械、反應和高壓法，制備塊體準晶的方法有鑄造法，但是傳統的鑄造方法由于冷卻速度不夠高，凝固顯微組織粗大，加之有鑄造缺陷，存在性能受到限制等技術缺陷。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題，而提供一種塊體準晶的制備方法。

本發明的目的是提供一種具有工藝簡單，易實現，操作方便，切實可行，塊體尺寸不受限制，質量性能優良，力學性能好，應用廣泛，能夠滿足該類材料作為結構和功能器件的大規模應用等特點的塊體準晶的制備方法。

本發明塊體準晶和準晶復合材料制備的方法，將準晶成分的混合或合成粉末裝在特定的送粉器中，通過載氣將粉末輸送到激光熔池中，激光快速熔化粉末，快速冷卻得到準晶和準晶復合材料涂層，重復涂覆過程得到大塊準晶和準晶復合材料，結合成形技術可以制備具有不同形狀的準晶及準晶復合材料零件。

本發明塊體準晶的制備方法為解決現有技術存在的問題所采取的技術方案是：

一種塊體準晶的制備方法，其特點是：放置在送粉器中的準晶混合粉或準晶合成粉，在激光快速成形裝置中，由送粉氣輸送到激光熔池中，準晶混合粉或準晶合成粉熔化冷卻后得到準晶或準晶復合材料涂層，激光頭上升一個涂層的高度，重復進行涂覆制得準晶或準晶復合材料塊體。

本發明塊體準晶的制備方法還可以采用如下技術措施：

所述的塊體準晶的制備方法，其特點是：激光快速成形裝置為CO2激光器或固體激光器。

所述的塊體準晶的制備方法，其特點是：CO₂激光器或固體激光器的激光功率為1.5－3.5Kw，光束直徑2-5mm，掃描速度為6-12mm/s，保護氣流量2-8L/min，送粉量8-12g/min。

本發明具有的優點和積極效果是：

塊體準晶的制備方法由于采用了本發明全新的技術方案，與現有技術相比，本發明具有工藝簡單，易實現，操作方便，切實可行，力學性能好，塊體尺寸不受限制，質量性能優良，應用廣泛等優點，能夠滿足該類材料作為結構和功能器件的大規模應用。

具體實施方式

為能進一步了解本發明的技術內容、特點及功效，茲例舉以下實施例，詳細說明如下：

一種塊體準晶的制備方法，放置在送粉器中的準晶混合粉或準晶合成粉，在激光快速成形裝置中，由送粉氣輸送到激光熔池中，準晶混合粉或準晶合成粉熔化冷卻后得到準晶和準晶復合材料涂層，激光頭上升一個涂層的高度，重復進行涂覆制得準晶或準晶復合材料塊體。

實施例1

一種準晶塊體的制備方法：粉末采用Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅的混合粉或合成粉，放置在送粉器中。利用2.5kW?YAG激光器和同軸送粉系統，激光功率2kW，掃描速度5mm/s，送粉量5g/min，光束直徑3mm，保護氣流量2.5l/min。多道多層搭接得到尺寸為10mm×10mm×30?mm的立方塊體非晶。搭接率30%。

實施例2

一種準晶晶復合材料塊體的制備法：由于塊體準晶室溫脆性較大，在粉末中加合金元素Sn或Si，其中加Sn是為了增加延性、加Si是為了改善組織形態，進而改善性能。在送粉器中加入(Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅)₈₀Sn₂₀?或Al₅₇Si₁₀Cu₁₈Fe₁₅的混合粉或合成粉，利用2.5kW?YAG激光器和側向送粉系統，激光功率為2Kw，掃描速度5mm/s，送粉量為5g/min，光束直徑3mm，保護氣流量2.5l/min。多道多層搭接得到尺寸為10mm×10mm×30?mm的立方塊體準晶晶復合材料。搭接率30%。