[发明专利]一种消除镍基合金选择性激光融化裂纹的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及3D打印技术领域，更具体的说涉及一种消除镍基合 金选择性激光熔化裂纹方法。

背景技术：

常规的加工方法如切削技术均是采用减少材料来获得零件结构 和尺寸的方法，材料的利用率一般都在30％以下。近年来发展的3D 打印技术，该方法的材料利用率最高可达90％，而且没有刀具的磨损 消耗，是未来绿色制造的主要发展技术之一。目前应用最为广泛的3D 打印技术主要有选择性激光熔化法(SLM)。采用选择性激光熔化法加 工镍基合金零件的过程中，生的零件材料微观结构中经常出现微裂 纹，裂纹的存在和发展会严重影响零件的强度、硬度和韧性。

发明内容：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种消除镍基合金选 择性激光融化裂纹的方法，它通过材料成分中加入能进行晶须增韧的 SiC粉末，提高成品的韧性,通过3D金属打印机的预热，然后进行三次 加热保温可以有效的抑制选择性激光熔化过程中裂纹的产生，有效地 提高零件的强度和韧性。

本发明解决所述技术问题的方案是：

一种消除镍基合金选择性激光融化裂纹的方法，包括以下步骤：

(1)、镍基合金粉末进行混合形成所需3D打印用粉末；

(2)、对3D打印机的激光功率选择200W，扫描速度设定为800mm/s 至1000mm/s，进行预热；

(3)、步骤(1)中混合好的粉末经过铺平辊压装置按厚度为30μm 至40μm逐层送粉，辊压压力设定为20MPa至30MPa；

(4)、将3D打印机的激光功率选择200W，扫描速度设定为400mm/s 至500mm/s，进行选择性激光熔化，逐层烧结材料，生成零件成品；

(5)、选择性激光熔化过程完结后，吹走多余粉末，移除零件导 热支撑架；

(6)、将步骤(5)中的零件成品进行三次加热保温制成最终成品。

所述步骤(1)中的镍基合金粉末颗粒的尺寸范围在15-40μm。

所述步骤(1)中的镍基合金的组分构成:(wt％)成分为：Cr:14； Fe:26；Mo:2.8；Nd:4.8；Ti:0.6；V：0.2；Al:0.2；C:0.02； SiC:3；其余为Ni；加入的SiC纯度为99％，颗粒尺寸小于5μm。

所述步骤(6)中的三次加热保温过程为：第一次，把零件放入 加热炉加热至1180℃至1200℃，保温2至3小时，随炉冷却至室温； 第二次为将第一次加热保温后的产品继续加热到980℃至1100℃， 保温2至3小时，然后随炉冷却至室温；第三次为将第二次加热保温 后的产品继续加热到780℃至900℃，保温8至10小时，空气冷却 至室温。

所述步骤(2)中3D打印机的激光功率选择200W，扫描速度设 定为800mm/s，进行预热。

所述步骤(3)中将步骤(1)中混合好的粉末经过铺平辊压装置 按厚度为30μm逐层送粉，辊压压力设定为20MPa。

所述步骤(4)中将3D打印机的激光功率选择200W，扫描速度 设定为400mm/s。

所述三次加热保温过程中，第一次是把零件放入加热炉加热至 1180℃，保温2小时，随炉冷却至室温；第二次为将第一次加热保 温后的产品继续加热到980℃，保温2小时，然后随炉冷却至室温； 第三次为将第二次加热保温后的产品继续加热到780℃，保温8小 时，空气冷却至室温。

本发明的突出效果是：

与现有技术相比，它通过材料成分中加入能进行晶须增韧的SiC 粉末，提高成品的韧性,通过3D金属打印机的预热，然后进行三次加 热保温可以有效的抑制选择性激光熔化过程中裂纹的产生，有效地提 高零件的强度和韧性。

具体实施方式：

实施例1，一种消除镍基合金选择性激光融化裂纹的方法，包括 以下步骤：

(1)、镍基合金粉末进行混合形成所需3D打印用粉末；

(2)、对3D打印机的激光功率选择200W，扫描速度设定为 1000mm/s，进行预热；

(3)、步骤(1)中混合好的粉末经过铺平辊压装置按厚度为40μm 逐层送粉，辊压压力设定为30MPa；

(4)、将3D打印机的激光功率选择200W，扫描速度设定为 500mm/s，进行选择性激光熔化，逐层烧结材料，生成零件成品；