[發明專利]一種激光增材制造用高溫合金粉末及其制備方法

在審

• 申請號: 201910478900.X
• 申請日: 2019-06-04
• 公開（公告）號: CN110157953A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 陳常義
• 申請（專利權）人: 沈陽中科煜宸科技有限公司
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C30/00;B22F1/00;B22F9/08;C23C24/10;B22F3/105;B33Y70/00
• 代理公司: 遼寧東來律師事務所 21239
• 代理人: 張宬;張軍貴

1.一種激光增材制造用高溫合金粉末，其特征在于：該高溫合金粉末材料按化學成分重量百分比為：

C:≦0.03%； Si:0.8~1.4%；Mn：0.3~0.5%；Cr：19~23%； Co：12~14%；Mo：6.5~8%；W：1.5~3% ；Fe: 0.6~1.2%；Al:1.5~2.3%；Ti：2.6~3.4%； P:1.6~2.2%；Ce:0.2~0.6%； Ni：余量。

2.根據權利要求1所述一種激光增材制造用高溫合金粉末，其特征在于：按化學成分重量百分比計，所述高溫合金粉末包括C：0.01%； Si：1.2%；Mn：0.4%；Cr:21%； Co：12.5%； Mo：6.9%；W：1.8% ；Fe:0.8%；Al:1.8%；Ti:2.9%； P:1.9%； Ce:0.4%；Ni:余量。

3.根據權利要求2所述一種激光增材制造用高溫合金粉末，其特征在于：按化學成分重量百分比計，所述高溫合金粉末包括C： 0.03%；Si：1.4%；Mn：0.4%；Cr:22%； Co：13.5%；Mo：7.5%；W：2.4% ；Fe:1.0%；Al:2.0%；Ti:3.2%； P:2.1%； Ce:0.5%；Ni:余量。

4.根據權利要求1-3任一所述一種激光增材制造用高溫合金粉末的制備方法，其特征在于：包括以下工藝步驟：真空熔煉-氣霧化制粉-篩分-機械混粉；具體如下：

（1）配料，按照目標成分進行配料；

（2）真空熔煉，將按一定比例配好的C、Mn、Cr、Co、Mo、W、Fe、Ni加入到熔煉爐中，使這些配料熔化；然后將配料Al、Ti、Ce、Si 、P加入到熔化的合金溶液中，熔煉完成出爐；

（3）氣霧化制粉，將步驟（2）中制得的合金溶液霧化；

（4）篩分，通過篩選機篩選出所需粒度的高溫合金粉末；

（5）機械混粉，通過混合機將步驟（4）中篩選的額高溫合金粉末混和均勻。

5.根據權利要求4所述一種激光增材制造用高溫合金粉末的制備方法，其特征在于：所述步驟（4）中篩分的粉末平均顆粒度為53~150μm，即﹣100﹢270目，用于激光熔覆。

6.根據權利要求5所述一種激光增材制造用高溫合金粉末的制備方法，其特征在于：所述激光熔覆中采用6KW光纖激光器，結合加工平臺、智能送粉器，在惰性氣體保護下在失效工件表面進行操作；

其中激光工藝參數是：功率：3500~4800W，預置粉厚度：1.0~1.2mm，光斑直徑：4.0~6.0mm，焦距：260~360mm，搭接率：50%，掃描速度：600~900mm/min。

7.根據權利要求4所述一種激光增材制造用高溫合金粉末的制備方法，其特征在于：所述步驟（4）中篩分的粉末平均顆粒度為15~53μm，即﹣270﹢900目，用于激光增材制造3D金屬打印。

8.根據權利要求7所述一種激光增材制造用高溫合金粉末的制備方法，其特征在于：所述激光增材制造3D金屬打印用200W光纖激光器，鋪粉方式預置激光增材制造用高溫合金粉末材料，在實際操作中結合工作臺，在惰性氣體保護下，以3D打印方法增材制造高溫合金零件；

激光工藝參數是：功率：200W，光斑直徑：70μm，搭接量：60μm，曝光時間100ms，層厚：40μm，粉末粒度15~45μm。

9.根據權利要求4所述一種激光增材制造用高溫合金粉末的制備方法，其特征在于：所述步驟（4）中篩分的粉末平均顆粒度為53~104μm，即﹣140﹢270目，用于激光增材制造3D金屬打印。

10.根據權利要求9所述一種激光增材制造用高溫合金粉末的制備方法，其特征在于：所述激光增材制造3D金屬打印用1萬W半導體激光器，送粉或鋪粉方式預置本發明激光增材制造用高溫合金粉末材料，在實際操作中結合工作臺，在惰性氣體保護下，以3D打印方法增材制造較大尺寸高溫合金零件；

激光工藝參數是：功率：2000W，光斑直徑：3.5mm，搭接量：2mm，掃描速度：600mm/min，層厚：0.6mm，粉末粒度53~104μm。