[发明专利]经添加物方式制造的难熔金属构件，添加物方式制造方法及粉末

说明书

本发明涉及一种构件，具有由至少一种选自包括钼、钼基合金、钨、钨基合金及钼‑钨基合金的组中的材料构成的基体相，该基体相由激光或电子束在添加物方式制造方法中制成，其中钼含量、钨含量或者钼与钨的总含量大于85at％，且其中该构件含有微粒，这些微粒的熔点高于该基体相的熔点。

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的构件，一种具有权利要求9的前序部分的特征的制造构件的制造方法，以及一种针对添加物方式制造方法的粉末的应用。

背景技术

钨、钼及其合金因熔点高、热膨胀系数低且导热性高而被用于各种高性能应用，例如X射线设备阳极、散热片、高温加热区、推进器、挤压底模、用于注塑成型的模制件、热流道喷嘴、电阻焊接电极或针对离子植入设备的组件。此外，这些元素具有高密度，从而确保相对电磁辐射及颗粒辐射的良好屏蔽特性。由于在室温条件下的相对较低的延性以及较高的DBTT(Ductile-Brittle-Transition-Temperature，延性脆性转变温度)，加工特性既不利于切削式工艺，也不利于非切削式工艺。此外，除钼-铼及钨-铼以外，这些材料的焊接适应性较差。一种用这些材料制造构件的大规模工艺为粉末冶金制造流程，其中对对应的原始粉末进行压制及烧结，并且通常随后在高温(高于DBTT的温度)下进行成型。

可由添加物方式制造方法实现的用于几何构件实施的方案较传统方法更胜一筹。特别是就诸如钼、钨及其合金的材料而言，添加物方式制造方法特别有利，因为与其他金属材料相比，由常见的传统加工方法来加工这些材料的难度大幅提升。在金属材料的添加物方式制造中，通常将粉末用作起始材料，在少数情况下亦采用线材。对于金属材料已确立数个工艺，如选择性激光烧结(SLS)，其中由激光束对经逐层施覆的粉末进行局部烧结，选择性激光束熔化(SLM)以及选择性电子束熔化(SEBM)，其中对经逐层施覆的粉末进行局部熔化，以及激光金属沉积(LMD)，其中将通过喷嘴输入的粉末熔化。

添加物方式制造方法无需切削工具或成型工具，这使得能够低成本地制造小批量的构件。此外可以实现高资源效率，因为能够对未熔合为一体或烧结为一体的粉末颗粒进行重新利用。目前，此方法的缺陷在于非常低的建构速率。

此外，就基于射束的添加物方式制造方法而言需要考虑到：与传统固结方法(如铸造或烧结)相比，生效的金属物理机制有所不同。在烧结中，表面扩散及晶界扩散决定压缩程度，而在包括局部熔化及以较高冷却速度进行凝固的方法(如SLM、SEBM及LMD)中，作用机理有所不同、复杂度大幅提升并且尚未被完全理解。其中需要提及润湿特性、马兰戈尼对流、因蒸发引起的反冲效应、偏析、外延晶粒生长、凝固时间、热流、热流方向以及因凝固收缩引起的内应力。在传统方法中可行的材料方案通常无法在基于射束的增材制造工艺中实现无缺陷的构件。