[发明专利]一种GH4099镍基合金构件的激光选区熔化成形工艺

说明书

本发明属于金属增材制造及高温合金技术领域，尤其涉及一种GH4099镍基合金构件的激光选区熔化成形工艺。步骤如下：将GH4099镍基合金制成合金粉末，并进行干燥处理，得到粉料；将粉料进行激光选区熔化成形，即得到合金构件；对合金构件进行热处理，得到形状及力学性能均满足要求的GH4099镍基合金构件。本发明通过高能激光束逐层熔化原材料粉末，实现精度更高、复杂程度更高的构件制造，实现了精密构件的快速制造与直接制造。可保证打印部件的成型质量，组织均匀，无气孔、裂纹及未熔颗粒等缺陷。使高温合金打印构件综合力学性能达到锻件水平，从而提高了高温合金构件的综合力学性能。从而拓展了应用范围。

技术领域

本发明属于金属增材制造及高温合金技术领域，尤其涉及一种GH4099镍基合金构件的激光选区熔化成形工艺。

背景技术

镍基高温合金具有优良的抗氧化、耐腐蚀和耐高温性能，广泛应用于航空航天、船舶、核能和化工等领域，是制造航空航天动力装置热端部件的重要材料。GH4099镍基合金是典型的沉淀硬化型镍基变形高温合金，具有较高的热强性，在900℃下可长期使用，短时使用温度可达1000℃。该合金组织稳定，并具有良好的冷热加工成型和焊接工艺性能，适合于制造航空发动机燃烧室和加力燃烧室等高温板材承力焊接结构件。

GH4099镍基合金的化学组成元素包括钨、钼、铼、钛、铌、钽、锰、铝、钒等诸多难熔金属，合金化程度高，在传统加工方法中成形性能差、加工效率低。GH4099高温合金铸造性能极差，一般采用锻轧的热变形方法，工艺周期长、成本高；在机加工中由于强度硬度过高，刀具磨损严重，加工效率低下。成形工艺的限制导致了型号产品中复杂形状结构件的生产应用受阻。

发明内容

本发明公开了一种GH4099镍基合金构件的激光选区熔化成形工艺，以解决现有技术的上述技术问题以及其他潜在问题中的任意问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种GH4099镍基合金构件的激光选区熔化成形工艺：所述激光选区熔化成形工艺具体包括以下步骤：

S1)将GH4099镍基合金制成合金粉末，并进行干燥处理，得到粉料；

S2)构建待成形合金构件的采用激光选区成形模型，采用激光选区成形工艺方法将S1)得到粉料进行成形处理，即得到合金构件；

S3)对S2)合金构件进行热处理，得到形状及力学性能均满足要求的GH4099镍基合金构件。

进一步，所述S1)中的GH4099镍基合金为棒材，采用气雾化制粉方法，雾化气体为氩气，压力3.5MPa～5MPa，金属液过热度100℃～300℃,金属液流率每分钟10Kg～20Kg，得到的粉料流动性≤35s/50g。

进一步，所述粉料的粒径为15μm～53μm，其中D10为15μm～20μm，D50为25μm～31μm，D90为45μm～53μm；且粉料的球形度不低于0.96。

进一步，所述GH4099镍基合金的各个组分的质量百分比为：Cr 17-20％、C≤0.05％、Mo 3.5-4.3％、Al 1.5-2.3％、Co 5.5％-8％、Si≤0.5％、Mn≤0.4％、W 5％-7％、Ti 1.1％-1.6％，余量为Ni和不可避免的杂质。

进一步，所述S2)具体步骤为：

S2.1)先选取基板，并对选取的基板经行预处理，对处理后的基板进行120℃～160℃预热；

S2.2)构建待成形合金构件的采用激光选区成形模型，再将S2.1)处理后的基板置于成型腔内，设置在激光选区熔化成形的工艺参数，按照工艺参数进行成形，成形后构件在成型腔内放置1-2h，降至室温后取出，即得到合金构件。