[发明专利]一种3D打印用镍基高温合金粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印用镍基高温合金粉及其制备方法，属于高温合金领域。

背景技术

3D打印金属粉末作为金属零件3D打印产业链最重要的一环，也是最大的价值所在。在“2013年世界3D打印技术产业大会”上，世界3D打印行业的权威专家对3D打印金属粉末给予明确定义，即指尺寸小于1mm的金属颗粒群。包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末。目前，3D打印金属粉末材料包括钴铬合金、不锈钢、工业钢、青铜合金、钛合金和镍铝合金等。但是3D打印金属粉末除需具备良好的可塑性外，还必须满足粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等要求。

现代燃气涡轮发动机有50%以上质量的材料采用高温合金，其中镍基高温合金的用量在发动机材料中约占40%。镍基合金在中、高温度下具有优异综合性能，适合长时间在高温下工作，能够抗腐蚀和磨蚀，是最复杂的、在高温零部件中应用最广泛的、在所有超合金中许多冶金工作者最感兴趣的合金。

随着3D打印技术的兴起，人们对金属粉末引起了更大的关注，同时也对金属粉末提出了更高的要求，必须满足粒径小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好、松装密度高的特性，目前，这些性能难以同时满足，导致通过激光烧结的3D打印产品出现较多缺陷，而高温合金作为粉末冶金领域应用广泛的金属材料，在3D打印过程中，由于升降温速度快，极易形成热裂纹等缺陷，这些大大限制了高温合金粉在3D打印领域的应用。

发明内容

本发明针对现有技术问题，提出了一种用于3D打印的镍基高温合金粉，具体包括Ni50-80%，Al3-7%、Si≤1%、Ti1-6%、V0.1-1%、Cr2-10%、Mn≤1%、Fe1.68%、Co8-15%，更优选Ni59.13%，Al6.74%、Si0.41%、Ti4.89%、V0.71%、Cr9.86%、Mn0.60%、Fe1.68%、Co14.96%；该合金粉的制备步骤包括：（1）按重量比称取Ni、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co，放入真空熔炼炉中熔炼为液体；（2）将步骤（1）中得到的熔炼液体在过热度20-40℃下用高压氩气下进行雾化，得到合金粉末；（3）将步骤（2）中得到的合金粉末在氩气保护下进行高温退火处理后，进行振动筛分，冷却后分级真空包装，即得到所述镍基高温合金粉。

进一步，步骤（2）中高压氩气为5-10Mpa，纯度为99.99%。

具体实施例：

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施列仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

一种用于3D打印的镍基高温合金粉，以重量计，具体包括Ni59.13%，Al7.06%、Si0.41%、Ti4.89%、V0.71%、Cr9.86%、Mn0.60%、Fe1.68%、Co14.96%，该合金粉的制备步骤如下：

（1）按重量比称取Ni59.13%，Al7.06%、Si0.41%、Ti4.89%、V0.71%、Cr9.86%、Mn0.60%、Fe1.68%、Co14.96%，放入真空熔炼炉中熔炼为液体；

（2）将步骤（1）中得到的熔炼液体在过热度20℃下用5Mpa、纯度为99.99%的高压氩气进行雾化，得到合金粉末；

（3）将步骤（2）中得到的合金粉末在氩气保护下进行高温退火处理后，进行振动筛分，冷却后分级真空包装，即得到所述镍基高温合金粉。