[发明专利]一种TiN/Al基材料复合粉末及其激光3D打印成形方法

权利要求书

1.一种TiN/Al基材料复合粉末，其特征在于：所述复合粉末包括基体粉末和增强相颗粒，所述基体粉末为AlSi₁₀Mg粉末，增强相颗粒为纳米TiN陶瓷颗粒，且纳米TiN陶瓷颗粒均匀分布在AlSi₁₀Mg粉末表面，基体粉末和增强相颗粒的质量分数分别为：AlSi₁₀Mg 90％～99％，TiN 1％～10％；

所述复合粉末通过包括如下步骤的方法制备得到：

(1)组分选择：基体粉末选用纯度为99.9％以上，粒度为15～50μm的AlSi₁₀Mg粉末；增强相颗粒选用纯度为99.9％以上，粒度为10～100nm的纳米TiN陶瓷颗粒；

(2)预混粉：将AlSi₁₀Mg粉末与纳米TiN陶瓷颗粒加入到超声波振动机中，进行超声波振动分散预混合；

(3)二次混粉：将步骤(2)预混合好的粉末放入V型混合机中进行二次混合，筛分出粒径范围在15～50μm的粉末，得到TiN/Al基材料复合粉末；

所述复合粉末用于激光选区熔化成形；所述激光选区熔化成形的参数为：激光扫描功率为80～100W。

2.根据权利要求1所述的一种TiN/Al基材料复合粉末，其特征在于步骤(2)中所述超声波振动的参数为：振动频率10～30KHz，振动模式为连续或脉冲；超声波振动分散预混合的时间为20～60min。

3.根据权利要求1所述的一种TiN/Al基材料复合粉末，其特征在于：步骤(2)中超声波振动分散预混合过程中，AlSi₁₀Mg粉末与纳米TiN陶瓷颗粒加入的方式采取等量递增法。

4.根据权利要求1所述的一种TiN/Al基材料复合粉末，其特征在于：步骤(2)中超声波振动分散预混合过程中加入脱氧剂和干燥剂。

5.根据权利要求1所述的一种TiN/Al基材料复合粉末，其特征在于：步骤(3)中所述二次混合时间为8～15h。

6.一种TiN/Al基材料复合粉末的激光3D打印成形方法，其特征在于包括如下步骤：

将权利要求1-5任一项所述的TiN/Al基材料复合粉末加入到激光3D打印机中进行激光选区熔化成形，具体步骤为：铺粉装置的刮刀将料斗里落下的粉末均匀铺放在成形缸基板上，激光束根据计算机设计的模形逐行扫描并熔化粉层，进而形成3D打印零件水平方向上的二维截面；接下来成形缸活塞下降单层粉层厚度的距离，供料斗落粉，铺粉装置再次铺粉，激光束根据3D打印零件的第二层信息扫描并熔化粉层，重复铺粉及熔化过程直至3D打印零件加工完毕。

7.根据权利要求6所述的一种TiN/Al基材料复合粉末的激光3D打印成形方法，其特征在于：所述TiN/Al基材料复合粉末在使用前，先在60～80℃温度下烘干处理8～12h；所述成形缸基板在使用前先经100～200℃预热处理。

8.根据权利要求7所述的一种TiN/Al基材料复合粉末的激光3D打印成形方法，其特征在于所述激光选区熔化成形的参数为：扫描速度为200～600mm/s，扫描间距为0.08～0.1mm。

9.根据权利要求7所述的一种TiN/Al基材料复合粉末的激光3D打印成形方法，其特征在于：所述激光选区熔化成形过程中，每一层激光束方向有5°～60°角度的旋转。