[發明專利]一種多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基合金及其激光成形方法

在審

• 申請號: 201810685932.2
• 申請日: 2018-06-27
• 公開（公告）號: CN108728695A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 曹賽男;顧海;楊建春;姜杰;李彬;張捷;吳國慶;黃天成;劉金金
• 申請（專利權）人: 南通理工學院
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C32/00;C22C1/05;B22F3/105;B22F9/04;B33Y10/00
• 代理公司: 蘇州華博知識產權代理有限公司 32232
• 代理人: 孫兵

1.一種多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金，其特征在于，所述多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金以鎳基高溫合金為基體，添加粒徑為40～100nm的TiC、TiB₂和Al₂O₃顆粒為增強相，添加TiC、TiB₂和Al₂O₃的重量百分比分別為所述多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金的2.0～4.0％、2.0～4.0％、1.0～3.0％。

2.如權利要求1所述的多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金，其特征在于，所述作為基體的鎳基高溫合金是粒徑為15～45μm的規則球形的氣體霧化粉末。

3.如權利要求1所述的多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金，其特征在于，按照重量百分比，所述作為基體的鎳基高溫合金的組分為：21～23％Cr、4～5％Fe、0.1～0.4％Ti、0.1～0.4％Al、4～4.15％Nb、8～10％Mo、0.01～0.1％C和余量Ni。

4.一種多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金的激光成形方法，其特征在于，所述多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金以鎳基高溫合金為基體，添加粒徑為40～100nm的TiC、TiB₂和Al₂O₃為增強相，添加TiC、TiB₂和Al₂O₃的重量百分比分別為所述多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金的2.0～4.0％、2.0～4.0％、1.0～3.0％；

所述激光成型方法包括以下步驟：

(1)在鎳基高溫合金基體中加入所述比例的TiC、TiB₂和Al₂O₃顆粒，得到混合粉末；

(2)在氬氣保護下，使用球磨機對步驟(1)中的混合粉末進行高能球磨，獲得均勻混合的粉末；

(3)在計算機上建立所要成形零件的三維CAD模型；利用軟件將模型切片分層，得到一系列二維平面，確定激光掃描路線；通過數控系統，利用聚焦的高能激光束對步驟(2)中的均勻混合粉末按確定的掃描路線往復掃描，逐層鋪粉，逐層熔凝堆積，層層疊加，直至形成三維零件。

5.如權利要求4所述的多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金的激光成形方法，其特征在于，所述作為基體的鎳基高溫合金是粒徑為15～45μm的規則球形的氣體霧化粉末。

6.如權利要求4所述的多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金的激光成形方法，其特征在于，按照重量百分比，所述作為基體的鎳基高溫合金的組分為：21～23％Cr、4～5％Fe、0.1～0.4％Ti、0.1～0.4％Al、4～4.15％Nb、8～10％Mo、0.01～0.1％C和余量Ni。

7.如權利要求4所述的多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金的激光成形方法，其特征在于，所述步驟(2)中，球料比為5∶1～4∶1，球磨轉速為150～200rpm，球磨時間為4～5h。

8.如權利要求4所述的多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金的激光成形方法，其特征在于，步驟(3)中所使用的是最大輸出功率為200W的YLR-200光纖激光器。

9.如權利要求4所述的多相納米陶瓷顆粒混雜增強鎳基高溫合金的激光成形方法，其特征在于，所述步驟(3)中，激光工藝參數如下：激光光斑直徑70～100μm，激光功率100～160W，激光掃描速率300～500mm/s，激光掃描間距50～90μm。