[发明专利]一种颗粒增强金属基复合材料零件的激光增材制造方法

权利要求书

1.一种颗粒增强金属基复合材料零件的激光增材制造方法，其特征在于，包括：

原材料的准备；

步骤1-1，增强相的准备：选取中值粒径D50在1~10μm范围内的第二相颗粒作为增强相，在有机介质中搅拌后干燥，然后通过物理或化学的方法在干燥后增强相颗粒表面获得一层能够改善增强相与基体界面性能的镀层；

步骤1-2，基体相的准备：选取金属粉末作为基体相，在100~150℃的真空环境下干燥1~3h；基体相所选用的金属粉末的中值粒径D50为65~100μm；

增材制造成形：使用通过送粉器进行原材料送进的激光熔化沉积成形技术进行颗粒增强金属基复合材料零件的制备，增材制造装置的成型室内安装有激光聚焦系统和送粉头，具体过程包括：

步骤2-1，工艺文件的准备；

步骤2-2，成形设备的准备：将处理好的增强相颗粒与基体粉末分别装入各自的送粉器内，通过计算得出满足所需颗粒增强金属基复合材料两相配比的增强相颗粒与基体粉末的送进速率，然后调节送粉器气流使二者的实际送进量与计算值一致，两种材料在进入熔池前先经过静态混合器，在静态混合器内混合均匀后经送粉头送进，调节激光光斑与送进位置之间的关系，使送进位置位于熔池的中后部；增材制造装置的成型室内还安装有高能超声聚焦模块，所述高能超声聚焦模块的高能超声作用点与激光光斑位置重合；

所述静态混合器包括流体管道（1）和混合单元（2），流体管道（1）通过自身的刚性束缚限定流体只能沿管道方向运动，所述混合单元（2）设置在流体管道（1）中，通过多层单元片（3）冶金结合而成，相邻层单元片（3）交叉错位固定，使混合单元中形成多孔隙的点阵结构；

步骤2-3，零件成形。

2.根据权利要求1所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述单元片（3）的边缘与流体管道接触，且与流体管道（1）的内壁随型。

3.根据权利要求1所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述单元片（3）的分布密度可变，在靠近流体管道进口端，单元片（3）的分布密度低，在靠近流体管道出口端，单元片（3）的分布密度高，使静态混合器完成变密度混合。

4.根据权利要求1所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述步骤2-2，所述激光聚焦系统和高能超声聚焦模块集成到一个送粉头上。

5.根据权利要求1所述的激光增材制造方法，其特征在于，所述激光增材制造方法还包括零件后处理步骤：根据需求，对成形后的零件进行热处理、基材分离、打磨、机加操作，得到所需颗粒增强金属基复合材料零件。