[发明专利]一种高温合金增材制造方法

说明书

本发明提供一种高温合金增材制造方法，包括步骤：制备原材料高温合金粉末，控制流动性≤25s/50g；对待成型的高温合金构件的三维模型进行切片处理，设定预设切片厚度；规划高温合金构件的扫描路径，逐层扫描时设定预设偏转角；设定激光选区熔化工艺参数，同时将基板预热；通过铺粉机构在基板上均匀铺设一层厚度为预设粉末厚度的原材料高温合金粉末，采用激光束按照切片形状及扫描路径对粉末进行快速熔化，逐层叠加，直至高温合金构件完全成型，打印完成后在成型腔室内放置2‑3h；对取出的高温合金构件进行热处理。本发明可实现高性能高温合金构件的近净成型，打印构件综合力学性能达到锻件水平，从而提高高温合金构件的综合力学性能。

技术领域

本发明涉及金属增材制造技术领域，更具体地说，涉及一种高温合金增材制造方法。

背景技术

镍基高温合金具有优良的耐高温、抗氧化、耐腐蚀性能，可广泛应用于燃气轮机导向叶片等耐高温、耐蚀的关键部件。IN939合金是γ’强化镍基超合金，可通过若干种热处理赋予其优良的高温机械特性，例如良好的抗拉强度和抗蠕变性，但是也降低了合金的可焊接性。

新部件，诸如涡轮叶片和环形段等使用传统工艺制备，在制造期间和维修期间必须用到焊接工艺。然而，在通常情况下，焊接工艺在焊接位置处会产生热应力，IN939高温合金构件较易出现因内应力释放导致的翘曲变形现象，甚至造成IN939合金开裂，影响了高温合金构件的综合力学性能。

综上所述，如何提高高温合金构件的综合力学性能，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高温合金增材制造方法，以提高高温合金构件的综合力学性能。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高温合金增材制造方法，包括步骤：

1)制备原材料高温合金粉末，并控制所述原材料高温合金粉末的流动性≤25s/50g；

2)对待成型的高温合金构件的三维模型进行切片处理，设定预设切片厚度；规划所述高温合金构件的扫描路径，逐层扫描时设定预设偏转角；

3)设定激光选区熔化工艺参数并使成型腔室内氩气保护，控制所述成型腔室内氧含量低于100ppm且压力维持在10-40mbar，同时将基板预热；

4)通过铺粉机构在所述基板上均匀铺设一层厚度为预设粉末厚度的原材料高温合金粉末，采用激光束按照切片形状及扫描路径对粉末进行快速熔化，逐层叠加，直至高温合金构件完全成型，打印完成后将所述高温合金构件在成型腔室内放置2-3h；

5)对取出的所述高温合金构件进行热处理。

优选的，上述高温合金增材制造方法中，所述步骤1)中，所述原材料高温合金粉末的粒径范围15-53μm，其中d₁₀控制在21±3μm，d₅₀控制在33±3μm，d₉₀控制在48±3μm。

优选的，上述高温合金增材制造方法中，所述步骤1)中，所述原材料高温合金粉末为IN939高温合金粉末。

优选的，上述高温合金增材制造方法中，所述步骤2)中，所述预设切片厚度为15-30μm；

所述扫描路径采用九宫格方式分区扫描，区域大小4*4mm；

所述预设偏转角为36-40°。