[發明專利]鎳基合金原料組合物、鎳基合金及其制備方法與3D打印粉末

在審

• 申請號: 202210926346.9
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN115354196A
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 郭韶山;盧德勇;顧孫望;劉偉兵;陳洋;周浩;袁浩杰;顧雯
• 申請（專利權）人: 中天上材增材制造有限公司
• 主分類號: C22C19/07
• 分類號: C22C19/07;C22C19/05;C22C1/02;B33Y70/00;B22F9/08;B22F1/052
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 張德斌;姚亮

1.一種鎳基合金原料組合物，所述原料組合物包括鈷基副產品和高純度原料，其中，所述鈷基副產品在原料組合物中的質量占比小于等于57.5％、所述高純度原料在原料組合物中的質量占比大于等于42.5％，所述鈷基副產品和高純度原料在原料組合物中的質量占比之和為100％；

所述鈷基副產品的粒徑為0-15μm、53-180μm和180-250μm；所述高純度原料的粒徑為15-53μm；

所述鈷基副產品中，以鈷基副產品總質量為100％計，各元素的質量占比如下：Cr 28-30wt％，Mo 5.5-6.5wt％，W 5.5-6.2wt％，Fe≤1wt％，Mn 0.8-1.1wt％，Si 1-1.5wt％，Nb≤0.1wt％，B≤0.1wt％，Ni≤0.1wt％，余量為Co；

所述高純度原料由Co、Cr、Mo、W、Fe、Mn、Si、Nb、B、Ni單質組成，以高純度原料總質量為100％計，高純度原料中各元素的質量含量如下：Cr 0.29-3.1wt％，Mo 0.08-1.60wt％，W0.25-1.70wt％，Fe 0.06-0.80wt％，Mn 0.05-0.60wt％，Si4.1-5.0wt％，Nb 0.8-1.2wt％，B 3.7-4.7wt％，Co 4.4-9.6wt％，余量為Ni。

2.根據權利要求1所述的原料組合物，其中，在所述鈷基副產品中，粒徑為0-15μm的鈷基副產品的質量占比為≤20％，粒徑為53-180μm的鈷基副產品的質量占比為≥50％，粒徑為180-250μm的鈷基副產品的質量占比為≤30％；粒徑為0-15μm、53-180μm、180-250μm的鈷基副產品的質量占比之和為100％。

3.根據權利要求1所述的原料組合物，其中，在所述鈷基副產品中，以鈷基副產品總質量為100％計，各元素的質量占比如下：Cr 28.5-29wt％，Mo 5.8-6.2wt％，W5.7-5.9wt％，Fe 0.2-0.3wt％，Mn 0.97-1.00wt％，Si 1.20-1.32wt％，Nb 0.01-0.02wt％，B 0.01-0.02wt％，Ni 0.02-0.05wt％，余量為Co。

4.一種鎳基合金，其是由權利要求1-3任一項所述的鎳基合金原料組合物制備得到的；

優選地，以鎳基合金的總質量為100％計，該鎳基合金的元素組成為：Cr15.5-17wt％，Mo 3.5-3.8wt％，W 3.2-3.8wt％，Fe≤1wt％，Mn≤1wt％，Si 2.65-2.95wt％，Nb 0.3-0.6wt％，B 1.8-2.2wt％，Co 32-36wt％，余量為Ni。

5.一種3D打印粉末，其包括由權利要求4所述的鎳基合金得到的粉末；

優選地，所述3D打印粉末中鎳基合金粉末的粒徑為15-53μm和53-150μm；

優選地，所述3D打印粉末中鎳基合金粉末的平均球形度≥0.95；

優選地，所述3D打印粉末中鎳基合金粉末的流動性≤15s/50g。

6.一種鎳基合金的制備方法，其中，該制備方法包括：

S1、將原料混合，加熱熔煉，得到鎳基合金熔液；其中，所述原料包括權利要求1-3任一項所述的鎳基合金原料組合物；

S2、對鎳基合金熔液邊熔煉加熱邊真空脫氣，然后將鎳基合金熔液在惰性氣氛中加熱至指定過熱度并保溫；

S3、將保溫后的鎳基合金熔液進行霧化，得到鎳基合金粉末，經旋風分離和冷卻后收集鎳基合金粉末。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其中，S1中，混合原料的方法包括：加入占高純度原料總質量的1/n的高純度原料，然后加入占鈷基副產品總質量的1/n的鈷基副產品，完成一次加入循環；重復n次加入循環，完成全部原料的加入；

優選地，每次加入時，高純原料的各單質按照熔點由低至高的順序依次加入；

優選地，每次加入時，鈷基副產品按照粒徑范圍由小到大的順序依次加入；

優選地，所述n≥3。