[发明专利]一种镍基合金粉末材料及该材料的3D打印成型方法

权利要求书

1.一种镍基合金粉末材料，其特征在于，所含成分及重量百分比为：

C ≤0.01%；

Si 0.2%~0.8%；

Mn 0.3%~0.5%；

Cr 18.5~25.5%；

Mo 8.5~11.5%；

Nb 2.5~4.5%；

余量为镍，粉末粒度为53~150um。

2.一种应用镍基合金粉末材料制造涡轮盘的3D打印成型方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、工艺设计：首先使用三维计算机软件对涡轮盘进行扫描建模，然后利用剖分软件将涡轮盘的连续三维数模进行分层切片离散处理，获得厚度为0.5mm的各层切片；

B、加工前准备：将3D打印机床清理干净，保证工作空间机械手和三轴卡盘的流畅活动范围；检验工作空间的密封性，保证空间保护气氛的纯净度；在机床三轴卡盘安置打印基座；对3D打印机床工作腔内持续不断的冲入纯净度99.99%以上的氩气保护；将粒径为53~150um的镍基合金粉末装入3D打印机床的送粉器存储罐中,装前粉末需150℃2小时烘干；预运行产品基底程序，检验运行轨迹流畅度、送粉均匀性、激光功率稳定性及运行精度；

C、设定打印参数和产品打印，参数包括激光功率、光斑尺寸、扫描速度、送粉量；打印采用采用经同轴送粉喷嘴对光粉进行同步送粉的方式使合金粉末逐层熔化，一个平面层为一个堆高单位，采取重复程序螺旋叠加堆积，最终获得目标产品成形件；

D、取出零件。

3.根据权利要求2所述的3D打印成型方法，其特征在于，所述步骤C中，激光功率为2000W至2500W，光斑尺寸为4mmX4mm，扫描速度为1200mm/min至1500mm/min，送粉量为30g/min 至40g/min。

4.根据权利要求2或3所述的3D打印成型方法，其特征在于，所述步骤C中，同轴同步送粉激光熔覆原理：光纤激光产生4mm*4mm圆形光斑，在光斑照射到产品上方距离熔池18mm处形成环形光束，以柱状送粉装置送粉于熔池内，此装置采用以氩气为动力为送粉器送粉腔加压，通过压力冲击粉粒的原理可以使粉末能远距离传输，并能以最高的粉末利用率对熔池进行不间断、均匀的为熔池输送粉末。

5.根据权利要求4所述的3D打印成型方法，其特征在于，所述步骤D中，还包括打开机床门、取出基板及打印成型的产品，用吸尘器吸出残余粉末；用线切割将产品从基板上取下。

6.根据权利要求5所述的3D打印成型方法，其特征在于，还包括零件后处理：对打印成型的产品进行表面清理抛光；对打印好的产品进行退火处理稳定尺寸及组织；对热处理后的产品外观进行最终的精致处理。

7.根据权利要求6所述的3D打印成型方法，其特征在于，还包括检验：对后处理好的零件进行成品检验。

8.根据权利要求4所述的3D打印成型方法，其特征在于，所述步骤C中的同轴送粉喷嘴包括沿其轴心设置的激光通道，还包括多个粉末通道和气体通道，各粉末通道倾斜设置，各粉末通道的进口经管道与送粉器存储罐相连，各粉末通道的出口与激光通道出口的边缘相切设置，使得由粉末通道送出的粉末可到达激光通道的出口处；各气体通道的进口沿同轴送粉喷嘴的径向设置，各气体通道的出口段与激光通道平行设置，且气体通道的出口置于相应粉末通道出口的外侧。