[发明专利]一种粉床多材料区域铺放成形的工艺方法

权利要求书

1.一种粉床多材料区域铺放成形的工艺方法，其特征在于，该工艺方法包括下列步骤：

（a）材质选用

根据待成形零件的性能要求设计该待成形零件的三维结构和选用的材料，并且对于选用的材料而言，其被划分为包含主体粉末和客体粉末在内的不同材料，而对于三维结构而言，其被划分为多层切片层，然后对各个所述切片层中的材料和零件的轮廓特征进行识别，所述主体粉末采用粒径为20～30μm的球形金属粉末，该球形金属粉末为不锈钢、钛合金、钴铬合金、纯钛、铝合金或镍基高温合金；客体粉末采用粒径为1～10μm的金属粉末或陶瓷粉末，其中，金属粉末为镍、铜、铌或钽，陶瓷粉末为二硼化钛、氧化铝、碳化钛、氮化钛、氮化硅或硅化钛；

（b）铺粉过程

将所述主体粉末置于粉床的送粉缸中，同时对该粉床的成形腔抽真空并通入保护气体，然后按照所识别的特征将所述主体粉末均匀铺展在工作台面上；与此同时，将所述客体粉末置于超声振动微送粉装置中，并同样依照所识别的特征将所述客体粉末铺展在所述工作台面上的主体粉末上，并使得所述客体粉末与所述主体粉末相互联接，至此，完成单个切片层的铺粉过程，其中，所述客体粉末按照一定的厚度均匀铺放，该厚度小于10μm；

（c）原位反应

将步骤（b）中完成铺粉的切片层压实，使得所述客体粉末嵌入所述主体粉末中，然后采用激光熔化处理，在此过程中，所述主体粉末与客体粉末发生原位反应生成新组分和新相，由此完成单个所述切片层的成形；

（d）其它切片层成形

将步骤（c）中完成成形的切片层下降一个预设的铺粉层厚度，该铺粉层厚度采用20～30μm，重复以上步骤（b）～（c）直至完成所有切片层的成形，从而实现待成形零件的成形。

2.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，在步骤（b）中，所述客体粉末的粒径采用所述超声振动微送粉装置中喷嘴直径的0.5～0.9倍。

3.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，在步骤（b）中，所述超声振动微送粉装置中超声波参数的频率采用40～50kHz，电压采用3～12V。

4.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，在步骤（a）中，所述待成形零件的性能要求为区域表面的耐磨性、区域表面的耐高温、区域表面的生物相容性、区域表面的磁性、区域表面的热传导性、区域表面的高硬度、区域结构的强度或区域结构的塑性力学性能。

5.如权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，在步骤（b）中，所述的保护气体采用惰性气体。