[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

本發明公開了一種激光增材制造用高溫合金粉末及其制備方法，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。有益效果在于：強度較高、耐高溫、抗氧化、具有優越熔覆性能、適合耐高溫這一類特定零部件表面大面積激光熔覆和激光快速成型增材制造，使其結合激光熔覆增材制造強化技術，可有效地修復或再制造失效的各類耐高溫工件和快速成型增材制造高溫合金零部件。

技術領域

本發明涉及激光增材技術領域，具體涉及一種激光增材制造用高溫合金粉末及其制備方法。

背景技術

高溫合金是指能夠在650℃以上長期使用的，具有良好的抗氧化性、抗腐蝕性能、優異的拉伸、持久、疲勞性能和長期組織穩定性等綜合性能的一類材料。高溫合金通常是以第Ⅷ主族元素（鐵、鈷、鎳等）為基，加入大量強化元素而形成的一類合金。它是為了滿足各種高溫使用條件下的現代航空航天技術的要求而發展起來的，先進的航空航天發動機一直是顯示高溫合金生命力最活躍的領域。高溫合金還廣泛地應用于工業燃氣渦輪機、核反應堆、潛艇、火力發電廠和石油化工設備。

對于各工業領域失效的高溫合金零部件，目前最有效、最經濟的修復方法是采用激光熔覆技術結合耐高溫抗氧化合金粉末材料，進行激光加工。它有效地避免了其它修復方法所帶來的局限性和風險，有效地提升了工件工作表面的許多高溫性能，周期短，效率高，使用壽命提高顯著。

激光熔覆技術是一項新興的表面增材制造技術，作為一種先進的再制造技術，隨著激光器功率和穩定性的不斷提高，得到了迅速推廣和廣泛應用。激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基體表面上放置被選擇的涂層材料經激光輻照使之和基體表面一薄層同時熔化，并快速凝固后形成稀釋度極低，與基體成冶金結合的表面涂層，顯著改善基層表面的耐磨、耐蝕、耐熱、抗氧化及電氣特性的工藝方法，從而達到表面改性或修復的目的，既滿足了對材料表面特定性能的要求，又節約了大量的貴重元素。激光熔覆是在金屬表面獲得與基體牢固冶金結合，且無氣孔、裂紋等缺陷的高性能表面覆層的先進再制造技術，它可以在低成本基材上制備出高性能的表面涂層，以取代大量高級、高性能的整體材料，節約貴重金屬，降低零部件成本。激光熔覆解決了許多常規方法很難加工或無法加工的問題，為產品修復和再制造提供了一種技術獨特、先進有效的方法。與堆焊、噴涂、電鍍或電刷鍍及氣相沉積相比，激光熔覆具有稀釋度小、組織致密、涂層與基體結合好、適合熔覆材料多、粒度及含量變化大等特點。激光熔覆技術解決了傳統電焊、氬弧焊等熱加工過程中不可避免的熱變形、熱疲勞損傷、氣孔產生等一系列技術難題，同時也解決了傳統電鍍、噴涂等冷加工過程中熔覆層與基體結合強度差的矛盾，因此激光熔覆技術應用前景十分廣闊。

將激光熔覆這種先進的增材制造技術，結合耐高溫抗氧化合金粉末，可以對失效的各種高溫合金工件進行成功修復和強化，使其恢復并提高使用功能。關鍵問題是尋求或提供激光熔覆及增材制造所需要的合適的合金粉末材料，該粉末材料除具有所需的特殊高溫性能外，還要適合大面積無缺陷激光熔覆加工處理和零部件的快速成型制造。目前沒有適合于高溫工件工作表面大面積有效激光熔覆的、具有特殊屬性和特殊性能的合金粉末。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種強度較高、耐高溫、抗氧化、具有優越熔覆性能、適合耐高溫這一類特定零部件表面大面積激光熔覆和激光快速成型增材制造的合金粉末。使其結合激光熔覆增材制造強化技術，可有效地修復或再制造失效的各類耐高溫工件和快速成型增材制造高溫合金零部件。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

一種激光增材制造用高溫合金粉末，該高溫合金粉末材料按化學成分重量百分比為：