[发明专利]通过基于粉末床的增材制造工艺由超合金制造部件的方法和由超合金制成的部件

说明书

本发明涉及通过例如激光熔融来制造部件的方法。在此，在粉末床(13)中制造部件(19)，其中粉末被激光束(17)熔融。如果部件(19)例如由镍基超合金制备，则对于该合金典型的具有γ'析出物的微结构仅当根据本发明正在凝固和冷却的材料(在由激光束(17)产生熔池后不久)的冷却速率保持小于1℃/秒时才产生。为此，根据本发明规定，借助加热装置(23)预热所述粉末床。根据本发明，将粉末预热至约1000℃的温度范围仅能通过如下方式实现，即，由镍基超合金构成的粉末涂覆有例如由氧化铝形成的薄层。由此防止了粉末床中没有参与部件(19)的形成的那些颗粒的结块。因此，在制造工序结束后，所述粉末可被有利地轻易去除并且多次使用。

本发明涉及通过基于粉末床的增材制造工艺(additivenHerstellungsverfahren)由超合金制造部件的方法。在该方法中，逐层地在粉末床中通过用诸如电子束或激光束的能量束使构成粉末床的颗粒熔融来制造所述部件。在此，在颗粒熔融之前和期间将粉末床预热至低于颗粒的熔融温度的温度。本发明还涉及由超合金制成的部件，其可以例如是根据所述方法制造的。

上述类型的方法例如从EP 1 355 760 B1已知。该文献中讨论的选择性激光熔融方法应当适用于加工高熔点材料。由于还对由高熔点材料制造固有应力低的部件感兴趣，因而根据该文献提出，在熔融材料粉末之前将所述粉末预热到至少500℃的温度。然而，该温度必需仍明显低于粉末材料的熔点。

此外，根据Y.-C.Hagedorn等人的“Processing of nickel-based superalloyMAR M-247by means of High Temperature-Selective Laser Melting(HT-SLM)”，HighValue Manufacturing，第291-295页，2014年伦敦，还希望通过选择性激光熔融来加工作为粉末的超合金材料。然而，在此出现的问题是所制造的产品经受高的内应力，并且由于这个事实而可能会出现裂纹。因此，作者建议更加强烈地预热所述粉末。

另一方面已知的是，根据烧结机理，经强烈预热的粉末会相互结块(粘结)。在选择性激光熔融期间，这引起的问题是粉末床固化并且另外会与所制造的部件的表面结块。所制造的部件则不再能够完全从粉末床分离出来。此外，如果颗粒相互结块，则所述粉末不能再次使用。这使得该方法成本高昂，因为必须定期丢弃原料。粉末床的结块另外可以导致粉末床的表面不保持水平。这使得难以重新施加粉末层，并且在粉末床的表面中会出现几何缺陷。由此损害了所制造的部件的品质。

因此，本发明的目的在于提供通过基于粉末床的增材制造工艺由超合金制造部件的方法，通过该方法能够由超合金制备这样的部件，其满足对部件所提出的要求。本发明的目的还在于提供这样的部件，该部件能够廉价地以高的可靠性制造。