[发明专利]一种块体准晶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料技术领域，特别是涉及一种块体准晶的制备方法。

背景技术

目前，激光快速成形是制备和修复金属零件的一种新技术。该技术在航空航天、模具领域具有很好的应用前景，由于激光加工过程的快速加热和快速冷却的特点，该技术也是快速凝固领域的重要研究手段和研究内容，因此，激光快速成形在快速凝固和新材料及装备制造领域有重要的地位和作用。

现有的制备准晶材料的技术主要有液态快冷、纯熔液大过冷、物理和化学气相沉积、辐照、化学、机械、反应和高压法，制备块体准晶的方法有铸造法，但是传统的铸造方法由于冷却速度不够高，凝固显微组织粗大，加之有铸造缺陷，存在性能受到限制等技术缺陷。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题，而提供一种块体准晶的制备方法。

本发明的目的是提供一种具有工艺简单，易实现，操作方便，切实可行，块体尺寸不受限制，质量性能优良，力学性能好，应用广泛，能够满足该类材料作为结构和功能器件的大规模应用等特点的块体准晶的制备方法。

本发明块体准晶和准晶复合材料制备的方法，将准晶成分的混合或合成粉末装在特定的送粉器中，通过载气将粉末输送到激光熔池中，激光快速熔化粉末，快速冷却得到准晶和准晶复合材料涂层，重复涂覆过程得到大块准晶和准晶复合材料，结合成形技术可以制备具有不同形状的准晶及准晶复合材料零件。

本发明块体准晶的制备方法为解决现有技术存在的问题所采取的技术方案是：

一种块体准晶的制备方法，其特点是：放置在送粉器中的准晶混合粉或准晶合成粉，在激光快速成形装置中，由送粉气输送到激光熔池中，准晶混合粉或准晶合成粉熔化冷却后得到准晶或准晶复合材料涂层，激光头上升一个涂层的高度，重复进行涂覆制得准晶或准晶复合材料块体。

本发明块体准晶的制备方法还可以采用如下技术措施：

所述的块体准晶的制备方法，其特点是：激光快速成形装置为CO2激光器或固体激光器。

所述的块体准晶的制备方法，其特点是：CO₂激光器或固体激光器的激光功率为1.5－3.5Kw，光束直径2-5mm，扫描速度为6-12mm/s，保护气流量2-8L/min，送粉量8-12g/min。

本发明具有的优点和积极效果是：

块体准晶的制备方法由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明具有工艺简单，易实现，操作方便，切实可行，力学性能好，块体尺寸不受限制，质量性能优良，应用广泛等优点，能够满足该类材料作为结构和功能器件的大规模应用。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的技术内容、特点及功效，兹例举以下实施例，详细说明如下：

一种块体准晶的制备方法，放置在送粉器中的准晶混合粉或准晶合成粉，在激光快速成形装置中，由送粉气输送到激光熔池中，准晶混合粉或准晶合成粉熔化冷却后得到准晶和准晶复合材料涂层，激光头上升一个涂层的高度，重复进行涂覆制得准晶或准晶复合材料块体。

实施例1

一种准晶块体的制备方法：粉末采用Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅的混合粉或合成粉，放置在送粉器中。利用2.5kW YAG激光器和同轴送粉系统，激光功率2kW，扫描速度5mm/s，送粉量5g/min，光束直径3mm，保护气流量2.5l/min。多道多层搭接得到尺寸为10mm×10mm×30 mm的立方块体非晶。搭接率30%。

实施例2

一种准晶晶复合材料块体的制备法：由于块体准晶室温脆性较大，在粉末中加合金元素Sn或Si，其中加Sn是为了增加延性、加Si是为了改善组织形态，进而改善性能。在送粉器中加入(Al₆₅Cu₂₀Fe₁₅)₈₀Sn₂₀ 或Al₅₇Si₁₀Cu₁₈Fe₁₅的混合粉或合成粉，利用2.5kW YAG激光器和侧向送粉系统，激光功率为2Kw，扫描速度5mm/s，送粉量为5g/min，光束直径3mm，保护气流量2.5l/min。多道多层搭接得到尺寸为10mm×10mm×30 mm的立方块体准晶晶复合材料。搭接率30%。