[发明专利]一种高致密度钼合金的选区激光熔化成型制备方法

说明书

本发明提供了一种高致密度钼合金的选区激光熔化成型制备方法，属于合金快速成型技术领域。本发明以表面粗糙的近球形钼粉与不规则硼粉和硅粉为打印材料，成型基板材料为纯钼板，采用选区激光熔化快速成型方法。本发明所获得的钼合金试样，具备较好的致密度，且晶粒细小，强度较高，具有一定的理论研究价值与实际应用价值。

技术领域

本发明属于合金快速成型技术领域，具体涉及一种高致密度钼合金的选区激光熔化成型制备方法。

背景技术

钼是一种高熔点的稀有金属，熔点高达2622±10℃，高温时延伸性能比钨好，易于压力加工。钼是不可再生的重要战略资源，是发展高新技术、实现国家现代化、建设现代化的国防重要基础材料。随着科技的发展，钼在钢铁工业、石油及化学工业、玻璃与陶瓷工业、兵器工业、汽车工业中发挥着不可替代的作用。钼的熔点高，为2622±10℃，它的延伸性能比钨好，易于压力加工，用于真空电子管的栅极、发射管和二级整流管阴极、高温炉和气氛炉的发热体，隔热屏、热电偶、火箭和导弹的喷嘴、发动机的燃气轮片、核反应堆的结构材料等。

钼在地球上的蕴藏量很少，地球上钼资源的分布呈高度不均衡状态，主要分布在中国以及美洲的科迪勒拉山系。中国是地球上最大的钼资源国，世界上六大钼矿有三个在中国，分别是：河南省栾川、陕西省金堆城、吉林省的大黑山。中国的钼储量占世界钼总储量的38.4％，因此，我国应该大力推进钼资源的研究与发展。

选区激光熔化成形技术(SLM)，是金属增材制造的主要技术之一。选区激光熔化技术突破了传统制造方法中对于刀具和夹具的限制，大大简化了制造工艺，可以制造出形状复杂的零部件。与此同时，采用选区激光熔化技术生产零部件，可以显著提高产品的生产效率，缩短加工周期，从而降低生产成本。目前，选区激光熔化快速成形技术已经用于航空航天、军事装备等相关领域的关键零部件的制造之中，并取得了良好的效果。高熔点的钼不易采用传统的铸造方法制备，且由于选区激光熔化快速成形技术的成型特点，采用选区激光熔化技术的方法制备钼及钼合金具有很好的应用前景。采用SLM技术制备钼及钼合金零部件时，由于使用粉末颗粒无压成型，内部会继承一些颗粒间的孔洞，同时反复的快冷快热也会出现较多热裂纹，极大的影响了成型件的致密度，因此，开发高致密度的钼基合金选区激光熔化制备方法无疑对理论研究和实际应用都具有极大的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高致密度钼合金的选区激光熔化成型制备方法，能够制备出具有较高致密度的钼基合金。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种高致密度钼合金的选区激光熔化成型制备方法，包括以下步骤：(1)利用球磨粉碎钼粉、硅粉和硼粉，得Mo-Si-B混合粉末；所述钼粉、硅粉和硼粉的质量比为(96～99)：(1～1.5)：(0.5～0.7)；

(2)将所述Mo-Si-B混合粉末过250目筛后烘干，灌入选区激光熔化设备的储粉腔体；

(3)设定合金试样的加工工艺参数：激光光斑直径为75μm，激光功率为320W，扫描速度为400mm/s，扫描间距为60μm，采用Cross hatching扫描策略，逐层旋转激光扫描方向67°；

(4)将纯钼基板加热至80℃，开始铺粉，将铺好的第一层Mo-Si-B混合粉末重熔两次后，再进行逐层加工，打印完成后，待合金冷却后取出，从基板上分离。

优选的，步骤(1)所述球磨时，向球磨罐中加入所述Mo-Si-B混合粉末一半质量的三氧化二铝陶瓷磨球，设定行星式球磨机的转速为200r/min，球磨时间为20min。

优选的，步骤(1)中所述钼粉粒度为13～53μm，硼粉和硅粉的粒度均为13～38μm。

优选的，步骤(2)所述烘干的温度为120℃，干燥48h；在所述烘干后，还包括冷却后再过200目筛。