[發(fā)明專利]3D打印制備多元素過渡界面協(xié)同增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料的方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201610197366.1 | 申請(qǐng)日： | 2016-03-31 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN105728725A | 公開（公告）日： | 2016-07-06 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 顧冬冬;榮婷;戴冬華 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 南京航空航天大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | B22F3/105 | 分類號(hào)： | B22F3/105;B33Y10/00;B33Y70/00;C22C32/00;C22C1/05;C22C1/10 |
| 代理公司： | 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200 | 代理人： | 彭英 |
| 地址： | 210016 江*** | 國(guó)省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 打印 制備 多元 過渡 界面 協(xié)同 增強(qiáng) 復(fù)合材料 方法 | ||
1.一種3D打印制備多元素過渡界面協(xié)同增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料的方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）將球狀I(lǐng)nconel718粉末與形狀不規(guī)則的WC顆粒混合均勻后，得到原始混合粉末；
（2）采用激光3D打印成形技術(shù)對(duì)步驟（1）所得到的原始混合粉末進(jìn)行疊層制造，且在3D打印過程中，激光能量線密度η處于150-250J/m時(shí)，Inconel718粉末基體中的Ni、Cr、Fe發(fā)生擴(kuò)散，而WC顆粒發(fā)生碳脫離，在WC顆粒與Inconel718粉末基體的界面處產(chǎn)生碳化物(W,M)C過渡界面，以得到多元素過渡界面協(xié)同增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料，其中：碳化物（W，M）C中，M為Ni、Cr、Fe；激光能量線密度η為激光功率P與激光掃描速度V的比值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于一種3D打印制備多元素過渡界面協(xié)同增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料方法，其特征在于：步驟（2）中，激光3D打印成形技術(shù)的工藝參數(shù)為：激光功率P為100W-150W；掃描速度V為600mm/s-1200mm/s；光斑直徑D為50~90μm，掃描間距S為40~70μm，鋪粉厚度H為30~50μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于一種3D打印制備多元素過渡界面協(xié)同增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料方法，其特征在于：在原始混合粉末中，WC顆粒的平均顆粒尺寸為10μm~30μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于一種3D打印制備多元素過渡界面協(xié)同增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料方法，其特征在于：Inconel718的純度為99.6%以上、平均顆粒尺寸為30μm~50μm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于一種3D打印制備多元素過渡界面協(xié)同增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料方法，其特征在于：Inconel718在與WC顆?；旌锨埃冉?jīng)過氣體霧化處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于一種3D打印制備多元素過渡界面協(xié)同增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料方法，其特征在于：采用溶液沉積法混合Inconel718粉末與WC顆粒。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于一種3D打印制備多元素過渡界面協(xié)同增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料方法，其特征在于：原始混合粉末中，WC的重量百分比為20~30%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于一種3D打印制備多元素過渡界面協(xié)同增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料方法，其特征在于：原始混合粉末中，WC的重量百分比為25%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于一種3D打印制備多元素過渡界面協(xié)同增強(qiáng)鎳基復(fù)合材料方法，其特征在于：步驟（2）所述激光3D打印成形技術(shù)包括以下步驟：
（I）在計(jì)算機(jī)上利用CAD軟件建立所需要工件的三維模型，并且對(duì)其進(jìn)行切片分層，得到由一系列二維切片構(gòu)成的分層模型；
（II）根據(jù)步驟（I）的分層模型，利用激光加工3D打印設(shè)備的鋪粉裝置將原始混合粉末送到成形基板上，且原始混合粉末在基板上的鋪粉厚度與二維切片的厚度相同；
（III）在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制下，激光束根據(jù)分層模型，按照設(shè)定的掃描路徑對(duì)基板上的原始混合粉末進(jìn)行掃描，使得基板上的原始混合粉末完全熔化，凝固后得到成形實(shí)體的單層截面；另外，在激光掃描之前，向密閉成形腔內(nèi)充入Ar氣，使得成形系統(tǒng)內(nèi)的O2分壓降至10ppm；
在每一單層截面加工好之后，成形腔下降一個(gè)與二維切片厚度相等的高度；然后根據(jù)步驟（I）中的模型切片，重復(fù)上述步驟（II）、（III），直到形成所需工件的三維模型。
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