[发明专利]一种激光增材制造用高温合金粉末及其制备方法

说明书

本发明公开了一种激光增材制造用高温合金粉末及其制备方法，该高温合金粉末材料按化学成分重量百分比为：C:≦0.03%；Si:0.8~1.4%；Mn：0.3~0.5%；Cr：19~23%；Co：12~14%;Mo：6.5~8%；W：1.5~3%；Fe:0.6~1.2%；Al:1.5~2.3%；Ti：2.6~3.4%；P:1.6~2.2%；Ce:0.2~0.6%；Ni：余量。有益效果在于：强度较高、耐高温、抗氧化、具有优越熔覆性能、适合耐高温这一类特定零部件表面大面积激光熔覆和激光快速成型增材制造，使其结合激光熔覆增材制造强化技术，可有效地修复或再制造失效的各类耐高温工件和快速成型增材制造高温合金零部件。

技术领域

本发明涉及激光增材技术领域，具体涉及一种激光增材制造用高温合金粉末及其制备方法。

背景技术

高温合金是指能够在650℃以上长期使用的，具有良好的抗氧化性、抗腐蚀性能、优异的拉伸、持久、疲劳性能和长期组织稳定性等综合性能的一类材料。高温合金通常是以第Ⅷ主族元素（铁、钴、镍等）为基，加入大量强化元素而形成的一类合金。它是为了满足各种高温使用条件下的现代航空航天技术的要求而发展起来的，先进的航空航天发动机一直是显示高温合金生命力最活跃的领域。高温合金还广泛地应用于工业燃气涡轮机、核反应堆、潜艇、火力发电厂和石油化工设备。

对于各工业领域失效的高温合金零部件，目前最有效、最经济的修复方法是采用激光熔覆技术结合耐高温抗氧化合金粉末材料，进行激光加工。它有效地避免了其它修复方法所带来的局限性和风险，有效地提升了工件工作表面的许多高温性能，周期短，效率高，使用寿命提高显著。

激光熔覆技术是一项新兴的表面增材制造技术，作为一种先进的再制造技术，随着激光器功率和稳定性的不断提高，得到了迅速推广和广泛应用。激光熔覆是指以不同的添料方式在被熔覆基体表面上放置被选择的涂层材料经激光辐照使之和基体表面一薄层同时熔化，并快速凝固后形成稀释度极低，与基体成冶金结合的表面涂层，显著改善基层表面的耐磨、耐蚀、耐热、抗氧化及电气特性的工艺方法，从而达到表面改性或修复的目的，既满足了对材料表面特定性能的要求，又节约了大量的贵重元素。激光熔覆是在金属表面获得与基体牢固冶金结合，且无气孔、裂纹等缺陷的高性能表面覆层的先进再制造技术，它可以在低成本基材上制备出高性能的表面涂层，以取代大量高级、高性能的整体材料，节约贵重金属，降低零部件成本。激光熔覆解决了许多常规方法很难加工或无法加工的问题，为产品修复和再制造提供了一种技术独特、先进有效的方法。与堆焊、喷涂、电镀或电刷镀及气相沉积相比，激光熔覆具有稀释度小、组织致密、涂层与基体结合好、适合熔覆材料多、粒度及含量变化大等特点。激光熔覆技术解决了传统电焊、氩弧焊等热加工过程中不可避免的热变形、热疲劳损伤、气孔产生等一系列技术难题，同时也解决了传统电镀、喷涂等冷加工过程中熔覆层与基体结合强度差的矛盾，因此激光熔覆技术应用前景十分广阔。

将激光熔覆这种先进的增材制造技术，结合耐高温抗氧化合金粉末，可以对失效的各种高温合金工件进行成功修复和强化，使其恢复并提高使用功能。关键问题是寻求或提供激光熔覆及增材制造所需要的合适的合金粉末材料，该粉末材料除具有所需的特殊高温性能外，还要适合大面积无缺陷激光熔覆加工处理和零部件的快速成型制造。目前没有适合于高温工件工作表面大面积有效激光熔覆的、具有特殊属性和特殊性能的合金粉末。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种强度较高、耐高温、抗氧化、具有优越熔覆性能、适合耐高温这一类特定零部件表面大面积激光熔覆和激光快速成型增材制造的合金粉末。使其结合激光熔覆增材制造强化技术，可有效地修复或再制造失效的各类耐高温工件和快速成型增材制造高温合金零部件。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种激光增材制造用高温合金粉末，该高温合金粉末材料按化学成分重量百分比为：