[发明专利]一种钼基合金粉末的电子束增材制造方法

说明书

本发明公开了一种钼基合金电子束增材制造方法，其中使用的钼基合金粉末粒径为55～85μm；电子束扫描粉末层时，采用两次扫描方式。本发明提供了一种钼基合金电子束增材制造工艺，找到了最高致密度的增材制造成型工艺参数，并采用两次扫描的方式解决电子束增材制造中球化与粉末飞溅问题，将构件致密度提高至铸造水平。

技术领域

本发明属于金属增材制造技术领域，具体涉及一种钼基合金粉末的电子束增材制造方法。

背景技术

难熔金属钼基合金具有良好的导电导热性能，较小的热膨胀系数，优良的高温强度等优点，同时熔点较高、抗腐蚀性能强，常被用作高温构件，如发动机喷管、火箭鼻锥、飞行器前缘等。某些精密高温构件由于结构复杂、尺寸精度要求高，采用粉末冶金与机械加工方法难以制备，或者材料利用率较低，故采用近净成型的增材制造工艺制备。但是目前对钼基合金的增材制造工艺开发不成熟。

与激光束相比，钼对电子束的能量吸收率较高，可以充分熔化钼，消除孔洞、裂纹及未熔颗粒等缺陷，制备高致密度构件。但是目前没有开发钼基合金的电子束增材制造工艺参数，且在制备过程中存在球化与粉末飞溅等技术问题。

综上所述，开发钼基合金电子束增材制造工艺，制备高致密度钼基合金构件是目前本领域技术人员亟待完成的工作。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钼基合金电子束增材制造方法，解决电子束增材制造中的工艺问题，提高钼基合金构件的致密度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：原材料钼基合金粉末的粒径范围为55～85μm，其中d₁₀控制在59±3μm，d₅₀控制在70±3μm，d₉₀控制在81±3μm；电子束逐层扫描粉末层时，采用两次扫描方式，先用小束流扫描粉末一次，再用大束流扫描粉末一次。

一种实施方式为，钼基合金粉末为球形粉末。

一种实施方式为，钼基合金粉末的流动性为15s/50g～35s/50g。

一种实施方式为，两次扫描时，小束流1～3mA，大束流8～15mA。

一种实施方式为，制造方法具体包含以下步骤：

(1)制备球形钼基合金粉末；

(2)对待成型的钼基合金构件进行三维建模及结构优化；

(3)电子束增材制造准备；

(4)对基板与粉床进行预热，采用两次扫描方式，设置电子束选区熔化的扫描打印参数；

(5)在基板上均匀铺设预设厚度的球形钼基合金粉末，采用电子束对粉末进行熔化，逐层叠加成型，打印完成后在成型室自然冷却。

一种实施方式为，电子束增材制造准备包括成型室清理、基板清洁与基板调平，成型室抽真空至气压0.06～0.08Pa，然后充入氩气至气压0.15～0.20Pa。

一种实施方式为，对基板与粉床进行预热，基板预热温度1000～1100℃。

一种实施方式为，设置电子束选区熔化扫描打印参数，包括轮廓熔化参数与填充线熔化参数；轮廓熔化参数：电子束分束数量40，扫描跳转速度1500m/s，扫描束流2mA，扫描速度0.4m/s；填充线熔化参数：填充线间距0.2mm，填充线上点距0.1mm，旋转角度90°，扫描速度0.3m/s，小束流1～3mA，大束流8～15mA。

一种实施方式为，预设粉末厚度为40～50μm。