[发明专利]一种激光－强磁场复合熔铸制备偏晶合金的方法

权利要求书

1. 一种激光－强磁场复合熔铸制备偏晶合金的方法，其特征是方法与步骤为：

（1）根据偏晶合金的化学成分，将各组分的金属粉末按质量百分比混合，并加入到成膜物质中机械搅拌配制成浆料；

（2）将配制好的的浆料经行星式球磨机混合均匀后，放置于干燥箱内在120~250℃温度下烘干，经机械研磨成粒度均匀、流动性好的偏晶合金粉末，并放置于旁轴自动送粉器的装料斗内；

（3）将具有循环冷却水系统的铜铸模放置于强磁场装置的超导磁体内的中心位置，在铜铸模内获得强度为10~50T强磁场，其中，铜铸模循环冷却水流量为30~500L/min；

（4）将CO₂激光器发出的激光束与积分镜作用后形成光斑尺寸为30mm×5mm的宽带CO₂激光束与粉末喷嘴定位于铜铸模边缘，利用粉末喷嘴将偏晶合金粉末喷射入宽带CO₂激光束的热源内快速熔化，当宽带CO₂激光束在铜铸模内扫描时，熔化的偏晶合金粉末在铜铸模底部快速凝固并形成沉积层；

（5）当在铜铸模底部沉积完一圈之后，沿着激光扫描速度的垂直方向移动加工机床，其移动的距离为宽带CO₂激光束光斑长度方向的85~90%；其中，激光功率为1~10kW，激光扫描速度为60~600mm/min，粉末流量为10~120g/min，粉末喷嘴与铜铸模底部表面的夹角为40~60°；

（6）重复步骤（4）－（5），直到沉积层布满整个铜铸模底部；

（7）检测沉积层是否充满整个铜铸模，如果没有，将激光加工头沿Z轴向上移动一段距离ΔZ，该距离ΔZ为刚形成的沉积层的厚度，重复步骤（4）－（6），直到形成的沉积层充满整个铜铸模；

（8）当获得与铜铸模相同开口深度的沉积层时，将铜铸模与沉积层分离，然后将沉积层放入电阻炉内在200~500℃温度下退火，获得无裂纹、高性能的偏晶合金。

2.根据权利要求1所述的一种激光－强磁场复合熔铸制备偏晶合金的方法，其特征在于配制浆料所用的成膜物质为乙基纤维素、环氧树脂、丙烯酸树脂或聚氨酯树脂。

3.根据权利要求1所述的一种激光－强磁场复合熔铸制备偏晶合金的方法，其特征在于进行所述的步骤（3）时，具有循环冷却水系统的铜铸模的几何形状为开口圆柱体、开口圆台或开口棱台，壁厚为5~10mm，开口深度为5~200mm，壁内为冷却水循环腔。

4.根据权利要求1所述的一种激光－强磁场复合熔铸制备偏晶合金的方法，其特征在于进行所述的步骤（4）时，铜铸模顶部安装有喷气嘴，利用喷气嘴向铜铸模内连续吹入氩气，防止熔化的偏晶合金粉末氧化或氮化。