[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

本发明涉及一种具有固体结构的构件(8)，其由激光或电子束在添加物方式制造方法中用选自包括钼、钼基合金、钨或钨基合金的群组的至少一材料制成，并且涉及一种具有固体结构的构件(8)，其由激光或电子束在添加物方式制造方法中用选自包括钼、钼基合金、钨、钨基合金以及基于钼‑钨的合金的群组的至少一材料制成,该构件(8)具有一合金元素或数个合金元素，其中‑在采用钼及钼基合金的情况下针对MoO₂及/或MoO₃，‑在采用钨及钨基合金的情况下针对WO₂及/或WO₃，以及‑在采用基于钼‑钨的合金的情况下针对MoO₂、MoO₃、WO₂及WO₃群组中的至少一氧化物，至少在≥1500℃的温度范围内起还原作用，其中该合金元素或该合金元素中的至少一个既以至少部分未经氧化的形式也以经氧化的形式存在。

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16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

钼(Mo)、钨(W)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，从而确保电磁辐射及粒子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，这些材料的熔接适应性较差。一种用这些材料制造构件的大规模式方法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。

通过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，通过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，在少数情况下也采用线材。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，由此能够低成本地制造件数较少的构件。此外，能够实现由常规的制造方法无法制造出或仅能以极高难度制造出的构件几何形状。此外实现高资源效率，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：与诸如浇铸或烧结的传统固结方法相比，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，而在诸如SLM、SEBM及LMD的包括局部熔化及以较高冷却速度进行的凝固的方法中，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添加物方式式方法中实现无缺陷的构件。