[發明專利]一種基于選區激光熔化的高熵合金渦輪發動機熱端部件的制造方法

有效

• 申請號: 201410583314.9
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104308153A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 張航;魯中良;楊強;李滌塵
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F5/04;B22F5/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于選區激光熔化的高熵合金渦輪發動機熱端部件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)從高熔點金屬粉末鎢、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭及鉬中任意選取五種或五種以上，混合均勻后，制得適用于選區激光熔化工藝的高熵合金粉末；

2)對待制造的渦輪發動機熱端部件建立三維實體模型，然后通過軟件對三維模型進行切片分層，得到各個截面的輪廓數據，將得到的輪廓數據導入快速成形設備；

3)采用選區激光熔化法，快速成形出待制造的渦輪發動機熱端部件坯體；

4)對選區激光熔化快速成形得到的渦輪發動機熱端部件坯體在600℃～1000℃下進行退火處理；

5)將退火處理后的坯體進行后續精加工處理，最終制得結構致密、高溫性能良好、尺寸精度合格的高熵合金渦輪發動機熱端部件。

2.根據權利要求1所述的一種基于選區激光熔化的高熵合金渦輪發動機熱端部件的制造方法，其特征在于，步驟1)所述的高熔點金屬粉末混合時，粉末配比采用全域均一比例，或者按照從選取的高熔點金屬粉末中部分元素比例隨生長高度梯度變化的方式進行配比；

選取的高熔點金屬粉末中部分元素比例隨生長高度梯度變化的方式進行配比是指根據待加工的渦輪發動機熱端部件的需求，在熱端部件的縱向或者橫向生長方向上通過線性增加某一種高熔點金屬粉末的含量增強局部性能。

3.根據權利要求2所述的一種基于選區激光熔化的高熵合金渦輪發動機熱端部件的制造方法，其特征在于，高熔點金屬粉末混合時每種元素的原子百分比介于5％～30％之間。

4.根據權利要求1所述的一種基于選區激光熔化的高熵合金渦輪發動機熱端部件的制造方法，其特征在于，步驟2)所述的軟件為UG、Pro-E、Catia或SolidWork軟件。

5.根據權利要求1所述的一種基于選區激光熔化的高熵合金渦輪發動機熱端部件的制造方法，其特征在于，步驟3)所述的選區激光熔化法的具體操作是按照待制造的渦輪發動機熱端部件的形狀要求生成對應的掃描路徑，利用激光將均勻混合的高熵合金粉末熔化形成熔池，熔池快速冷卻凝固后形成金屬沉積層，通過激光的逐層掃描，金屬沉積層之間以冶金結合的形式實現逐層疊加，完成零件的增材制造。

6.根據權利要求5所述的一種基于選區激光熔化的高熵合金渦輪發動機熱端部件的制造方法，其特征在于，所述利用激光將均勻混合的高熵合金粉末熔化形成熔池時所用激光器的功率為150W～250W。

7.根據權利要求1所述的一種基于選區激光熔化的高熵合金渦輪發動機熱端部件的制造方法，其特征在于，步驟3)所述的選取激光熔化法快速成形的處理過程在惰性氣體保護氣氛中進行。

8.根據權利要求1所述的一種基于選區激光熔化的高熵合金渦輪發動機熱端部件的制造方法，其特征在于，步驟5)所述的后續精加工處理是采用磨粒流工藝進行精加工及表面噴砂工藝進行表面處理。

9.根據權利要求1～8中任意一項所述的一種基于選區激光熔化的高熵合金渦輪發動機熱端部件的制造方法，其特征在于，所述高熔點金屬粉末的粒徑為300～500目。

10.根據權利要求1～8中任意一項所述的一種基于選區激光熔化的高熵合金渦輪發動機熱端部件的制造方法，其特征在于，所成形的渦輪發動機熱端部件具有增強組織性能的面心立方或體心立方相結構；渦輪發動機熱端部件為渦輪靜葉片、渦輪動葉片或渦輪盤。