[发明专利]一种通过碳化物增强增材制造镍基高温合金性能的方法、镍基高温合金粉末及其应用

说明书

本发明公开了一种通过碳化物增强增材制造镍基高温合金性能的方法、镍基高温合金粉末及其应用，方法包括，以镍基高温合金粉末为原料，机械混合TiC粉末，通过增材制造技术成形；其中，所述TiC粉末以9.5～10％的质量分数存在。本发明制备的碳化物增强镍基高温合金成形件具有高致密度、高显微硬度、低摩擦系数、低磨损率的特点，与选区激光熔化成形的未增强镍基合金相比，其机械性能有显著的提高。

技术领域

本发明属于有机化合物合成技术领域，具体涉及到一种通过碳化物增强增材制造镍基高温合金性能的方法、镍基高温合金粉末及其应用。

背景技术

镍基高温合金具有高强度、蠕变性能、拉伸性能以及高达700℃高温下的腐蚀和抗氧化性，由于其优异的机械性能和优越的可加工性，具有广泛的合金成分，镍基高温合金在燃气轮机、飞机、核反应堆、模具和泵等工业领域都有着广泛应用。但普通的未增强镍基高温合金目前仍然不能满足工业生产的需求，近年来，人们对添加二次增强相(如WC、TiB2和TiC)制备成金属基复合材料的需求不断增加，这为提高金属的物理力学性能提供了巨大的潜力。

但一般来说，添加二次增强相的镍基高温合金制备工艺复杂、耗时、昂贵，且容易形成不良的粗糙结构，导致延性低。因此，增强后的镍基高温合金的精密加工仍然是一个挑战，需要进一步发展才能接受生产质量和成本。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

本发明的其中一个目的是提供一种通过碳化物增强增材制造镍基高温合金性能的方法，本发明制备的碳化物增强镍基高温合金成形件具有高致密度、高显微硬度、低摩擦系数、低磨损率的特点，与选区激光熔化成形的未增强镍基合金相比，其机械性能有显著的提高。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种通过碳化物增强增材制造镍基高温合金性能的方法，包括，

以镍基高温合金粉末为原料，机械混合TiC粉末，通过增材制造技术成形；

其中，所述TiC粉末以9.5～10％的质量分数存在。

作为本发明通过碳化物增强增材制造镍基高温合金性能的方法的一种优选方案，其中：所述机械混合，将镍基高温合金粉末和TiC粉末，球磨混合均匀，并对混合后的粉末进行干燥处理。

作为本发明通过碳化物增强增材制造镍基高温合金性能的方法的一种优选方案，其中：所述干燥处理，干燥的温度为70～80℃，干燥的时间为18～24h。

作为本发明通过碳化物增强增材制造镍基高温合金性能的方法的一种优选方案，其中：所述通过增材制造技术成形，选用选区激光熔化成形技术，激光功率为180～240W，扫描速度为750～850mm/s，扫描间距为50～55μm，光斑直径为60～70μm，加工层厚35～45μm，激光线性能量密度为280～320J/m。

本发明的另一个目的是提供一种用于增材制造的镍基高温合金粉末，包括镍基高温合金粉末和TiC粉末，所述TiC粉末以9.5～10％的质量分数存在。

作为本发明用于增材制造的镍基高温合金粉末的一种优选方案，其中：所述镍基高温合金粉末的粒径≤50μm，平均粒径为25～30μm，纯度为99.9％，粉末形状为球形粉。

作为本发明用于增材制造的镍基高温合金粉末的一种优选方案，其中：所述镍基高温合金粉末，以质量百分比计，包括Fe：4.5～5.0％、Ni：57～60％、Cr：20～21％、Mo：9.5～10％、Al：0.3～0.4％、Ti：0.3～0.4％、Nb：4.5～5.0％、Co：0.9～1.0％、C：0.05～0.1％。