[發明專利]3D打印用高溫合金金屬粉末及其制備方法

有效

• 申請號: 201811340647.3
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109382510B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 尹荔松;涂馳周;馬思琪;藍鍵
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F9/08;B33Y70/00
• 代理公司: 北京權智天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11638
• 代理人: 王新愛

1.3D打印用高溫合金金屬粉末的制備方法，其特征在于，包括全程在真空環境中操作的以下步驟：

（1）準備鑄造再生母合金棒料及各金屬元素Si、Mn、N、V、Nb、B、Ti、Al、Ta、W、Mo、Cr、Ru、Re，采用真空感應熔煉爐熔煉鑄造再生母合金棒料及各金屬元素，在熔煉過程中采用真空精煉來去除高溫合金液流中的氣體及夾雜物；

（2）通過電渣重熔和真空自耗熔煉進一步去除高溫合金液流中的氣體及夾雜物，達到精煉的效果；

（3）采用真空氬氣霧化方法在3.5Mpa高壓條件下以高速氬氣流將高溫合金液流直接擊碎成金屬粉末并在氬氣保護下篩分，金屬粉末經靜電分離法去除陶瓷夾雜，在真空下加熱300℃，去除金屬粉末表面吸附氣體，然后在真空下將金屬粉末裝入容器封裝；

（4）把裝入容器封裝的金屬粉末進行熱處理，在低于γ’相溶解溫度下進行固溶處理，得到細晶組織、屈服強度和疲勞性能好、氧含量小于150ppm、高球形度、粒徑為10-30μm的高溫合金金屬粉末；

該3D打印用高溫合金金屬粉末包括以質量百分比計算的以下組分：1-1.5%Si、1-1.2%Mn、0.3-0.8%N、0.1-0.2%V、2.2-2.7%Nb、0.1-0.2%B、0.5-1%Ti、1-1.5%Al、0.5-1%Ta、0.1-0.3%W、0.1-0.2%Mo、1-1.5%Cr、1-1.2%Ru、0.5-1%Re,其余是通過真空感應爐精煉的鑄造再生母合金棒料為原料的母合金粉末原料；所形成的高溫合金金屬粉末為高球形度，其氧含量小于150ppm，粒徑為10-30μm；在高溫合金金屬粉末中γ’相是最重要的沉淀強化相，Al、Ti、Ta、Nb金屬元素的加入量，使高溫合金金屬粉末中γ’相含量達到70%左右；高溫合金金屬粉末在高溫環境下服役過程中γ’相易粗大，導致高溫強度下降，而加入Ta、W、Mo金屬元素能穩定γ’相；加入的Cr、Al、Si和稀土的協同作用，能改善合金抗高溫環境氧化和腐蝕性能；Ru、Re、W、Mo、Ta金屬元素的加入量，能提高合金的持久抗力；Al、Ti、Ta、Nb的加入量，使γ/γ’相晶格錯配度在高溫時盡可能小或成負晶格錯配度，以抑制γ’強化相的粗大。

2.根據權利要求1所述3D打印用高溫合金金屬粉末的制備方法，其特征在于，所述步驟（1）中的真空感應熔煉爐的精煉的真空度為2×10^-3Pa，精煉時間不小于15分鐘，熔煉的最高溫度為1650℃。