[发明专利]一种大尺寸复杂形状多孔非晶合金零件的3D成形方法

权利要求书

1.一种大尺寸复杂形状多孔非晶合金零件的3D成形方法，其特征在于，具体步骤为：

(1)将元素粉末按照特定名义成分配料混合均匀；

(2)将步骤(1)混合均匀的元素粉末，通过机械合金化制成非晶合金粉末并结合等离子球化制粉，获得3D打印粉末材料，或者是通过雾化制粉获得非晶合金粉末直接作为3D打印粉末材料；

(3)通过3D打印成形方法将步骤(2)获得的3D打印粉末材料制备成所述大尺寸复杂形状多孔非晶合金零件；

所述大尺寸复杂形状多孔非晶合金零件为连通孔隙的多孔结构，或是致密块体结构与多孔结构结合的复合结构；所述多孔结构中孔隙的体积百分比为10～90％，孔隙直径为50～500μm。

2.根据权利要求1所述的3D成形方法，其特征在于，所述大尺寸复杂形状多孔非晶合金零件非晶相的体积百分比大于50％。

3.根据权利要求1所述的3D成形方法，其特征在于，所述大尺寸复杂形状多孔非晶合金零件的大尺寸是指零件尺寸比水淬法和铜模铸造法成形的非晶合金零件的临界尺寸至少大5mm。

4.根据权利要求1所述的3D成形方法，其特征在于，步骤(2)所述机械合金化或雾化制粉获得的非晶合金粉末为包括锆基、钛基、铁基、铜基、镍基、钴基、铝基和镁基中的多种的非晶态合金。

5.根据权利要求1所述的3D成形方法，其特征在于，步骤(2)所述机械合金化或雾化制粉获得的非晶合金粉末非晶相的体积百分比大于50％。

6.根据权利要求1所述的3D成形方法，其特征在于，步骤(2)所述机械合金化制成非晶合金粉末并结合等离子球化制粉的具体步骤如下：(A)将按照特定名义成分配料混合均匀的元素粉末置于球磨机中进行高能球磨，球磨罐内充高纯氩气保护，直至获得成分均匀分布的非晶合金粉末，其中，各元素粉末的平均颗粒尺寸为30～75μm；(B)建立稳定的氩等离子体炬，将球磨后的非晶合金粉末颗粒用氩气携带，经加料枪喷入等离子体炬；(C)进入等离子体炬的非晶合金粉末颗粒在吸收热后熔化，然后进入热交换室冷却凝固后，再进入气固分离室中被收集起来，即为所述3D打印粉末材料。

7.根据权利要求1所述的3D成形方法，其特征在于，步骤(2)所述雾化制粉的具体步骤如下：用电炉或感应炉将按特定名义成分配料混合均匀的元素粉末熔炼为成分均匀的金属液体；然后将金属液体注入位于雾化喷嘴之上的中间包内，液体由中间包底部漏眼流出；液体流出时，与雾化喷嘴的高速气流相遇雾化为细小液滴，雾化液滴在封闭的雾化筒内凝固成非晶合金粉末，即为所述3D打印粉末材料。

8.根据权利要求1所述的3D成形方法，其特征在于，步骤(3)所述3D成形方法具体步骤如下：

(a)采用软件构建零件的三维结构，并通过切片处理后输送到选择性激光烧结3D打印机；

(b)将步骤(2)制备的3D打印粉末材料铺放在选择性激光烧结3D打印机的工作台上，并用激光预热2～5min时间，接着在设定的扫描间距、切片厚度和扫描速度条件下，对粉末进行激光熔化烧结得到零件的一个截面；

(c)工作台同时下降一个相应的铺粉厚度，之后铺粉装置重新铺放新粉，再次扫描，直到完成整个大尺寸复杂形状多孔非晶合金零件的成形；

(d)把成形工作台上升为初始位置进行复位，扫去周围的粉末材料，取下零件模型，用压缩空气除去残留的粉末，即得到所述大尺寸复杂形状多孔非晶合金零件。