[发明专利]一种化学梯度Cr-Fe-Ni组元合金的SLM成形方法

权利要求书

1.一种化学梯度多组元Cr-Fe-Ni合金的SLM成形方法，所涉及的装置包括行星式机械球磨设备、SLM成形设备、超声波振动机、真空烘干箱和超声波清洗机，所述行星式机械球磨设备包括球磨罐、行星轴、行星齿轮、转盘、转盘轴和主电机，所述球磨罐与行星轴的一端相连,行星齿轮与行星轴的另一端相连,行星轴安装在轴承中,轴承安装在转盘上,转盘与转盘轴的一端固定连接,转盘轴的另一端与带轮相连,带轮通过同步带与主电机相连,转盘轴上安装轴承,主齿轮安装在轴承上,主齿轮通过同步带与电机和行星齿轮相连；所述SLM成形设备包括送粉仓（1）、铺粉辊（2）、激光扫描器（3）、成形仓（4）、回收仓（5）、基板（6）和工作台（7），工作台（7）上方设送粉仓（1）和激光扫描器（3），在工作台（7）面上、送粉仓（1）正下方设铺粉辊（2），激光扫描器（3）下方设成形仓（4），成形仓（4）下方设基板（6），在工作台（7）下方，成形仓（4）右侧设回收仓（5），其特征在于，步骤如下：

S1：准备粒径为15-50μm的Fe粉末、Cr粉末、Ni粉末，在软件上按照成形金属粉末径粒将零件进行层厚切片，每层厚为35μm，操作人员在软件库中找到相应应用温度下合金三相图，然后根据零件各部分的所需使用力学条件对应零件各部分做出成分调整，调整后在三相图中按成分选点，选择出调整零件部分具体层数；

S2：操作人员根据相图中的成分点，计算出不同合金粉末各组分的具体含量，分别按量称取后各自放入有机溶剂中对粉末改性，伴随超声波振动使粉末均匀分布，放入清洗剂清洗伴随超声波清洗，去除物料中残余的有机杂质，放入真空烘干箱烘干，得到合金粉末并加入行星式球磨机进行球磨，球磨后的粉末粒径为15μm-50μm，分别加入SLM成型设备中不同的送粉仓备用，在计算机上输入不同送粉仓中粉末含量；

S3：系统根据操作人员在软件上对零件部位的调整，整合出具体层数所用具体粉末含量，在成形时选择性落粉，系统按照各层所需要的粉末控制送粉仓均匀落粉，开始落粉时，送粉仓下面活塞升至最高；打印时装有每层所选用具体含量的送粉仓开始均匀落粉，在不同送粉仓中是成分唯一的合金粉；

S4：关闭所有仓门，进气阀开始持续进入氩气，出气阀打开，直至氩气充满整个仓体；

S5：铺粉辊将落粉后的金属粉末平铺到成形仓基板上，电脑控制激光照射到指定区域，激光将照射区域的金属粉末将熔化，熔化后的金属将快速冷却凝固；送粉仓继续落粉，在成形时就形成具有化学梯度的工件。

2.根据权利要求1所述的一种化学梯度多组元Cr-Fe-Ni合金的SLM成形方法，其特征在于，所述步骤S2中对粉末改性的有机溶剂为二甲基甲酰胺、琥珀酸二甲酯、4,4',4''-(苯基-1,3,5-三氧代)-苯甲酸、丙酮和乙醇的混合溶剂。

3.根据权利要求2所述的一种化学梯度多组元Cr-Fe-Ni合金的SLM成形方法，其特征在于，所述有机溶剂中二甲基甲酰胺、琥珀酸二甲酯、4,4',4''-(苯基-1,3,5-三氧代)-苯甲酸、丙酮和乙醇的体积比为3∶1∶1∶2∶3。

4.根据权利要求1所述的一种化学梯度多组元Cr-Fe-Ni合金的SLM成形方法，其特征在于，所述步骤S2中在有机溶剂中改性时间为1h-3h。

5.根据权利要求1所述的一种化学梯度多组元Cr-Fe-Ni合金的SLM成形方法，其特征在于，所述超声波清洗时超声波功率为90W～150W、输出频率30KHz～40KHz、连续分散30min～50min。

6.根据权利要求1所述的一种化学梯度多组元Cr-Fe-Ni合金的SLM成形方法，其特征在于，所述步骤S2中清洗剂为乙醇、2-苯氧基乙基丙烯酸酯和甲醇混合溶液。

7.根据权利要求6所述的一种化学梯度多组元Cr-Fe-Ni合金的SLM成形方法，其特征在于，所述清洗剂中乙醇、2-苯氧基乙基丙烯酸酯与甲醇体积比为3∶2∶5。

8.根据权利要求1所述的一种化学梯度多组元Cr-Fe-Ni合金的SLM成形方法，其特征在于，所述步骤S2中超声波清洗时间为1h-5h。