[发明专利]一种减少热裂的沉淀强化镍基高温合金激光粉床熔融成形方法

权利要求书

1.一种减少热裂的沉淀强化镍基高温合金激光粉床熔融成形方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将稀土元素氧化物颗粒和沉淀强化镍基高温合金粉末混合，得到混合粉末；

(2)利用连续激光对步骤(1)所述混合粉末进行激光粉床熔融成形，得到成形件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述沉淀强化镍基高温合金粉末的粒度D50为22～34μm；

优选地，所述沉淀强化镍基高温合金粉末的粒度范围为10～60μm；

优选地，所述沉淀强化镍基高温合金包括沉淀强化镍基镍基高温合金；

优选地，所述沉淀强化镍基镍基高温合金中按质量百分含量计Zr的含量为0.05～0.15％；

优选地，所述沉淀强化镍基镍基高温合金为IN738LC沉淀强化镍基高温合金；

优选地，所述IN738LC沉淀强化镍基高温合金按质量分数包括如下组成C：0.10～0.20％，Cr：15.7～16.3％，Co：8.0～9.0％，W：2.4～2.8％，Mo：1.5～2.0％，Al：3.2～3.7％，Ti：3.0～3.5％，Fe：≤0.5％，Nb：0.6～1.1％，Ta：1.5～2.0％，B：0.005～0.015％，Zr：0.05～0.15％，杂质元素：≤0.55％，其余为镍。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述稀土元素氧化物颗粒为三氧化二钇颗粒；

优选地，所述沉淀强化镍基高温合金粉末和稀土元素氧化物颗粒的质量比为300～4500:1，优选为1500～2500:1；

优选地，所述稀土元素氧化物颗粒的粒度为20～300nm，优选为72～162nm。

4.根据权利要求1～3任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述激光粉床熔融成形中稀土元素氧化物颗粒形成Y₄Al₂O₉颗粒；

优选地，所述激光粉床熔融成形中，所述沉淀强化镍基高温合金粉末中有害元素在Y₄Al₂O₉颗粒中富集；

优选地，所述有害元素包括锆。

5.根据权利要求1～4任一项所述的方法，其特征在于，所述激光粉床熔融成形的装置为激光粉床熔融设备；

优选地，先将混合后的稀土元素氧化物颗粒和沉淀强化镍基高温合金粉末置于激光粉床熔融设备的成形腔中形成粉末层，再进行激光粉床熔融成形；

优选地，所述粉末层的厚度为10～60μm；

优选地，在形成粉末层之前，将所述激光粉床熔融设备的成形腔抽真空；

优选地，所述抽真空后的真空度为2～15Pa。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述粉末层在激光粉床熔融成形前进行预热；

优选地，所述预热的温度≥90℃。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述连续激光的光束直径为80～120μm；

优选地，所述连续激光的功率为150～600W；

优选地，所述连续激光的扫描速度为700～2500mm/s；

优选地，所述连续激光的扫描间距为65～135μm。

8.根据权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述激光粉床熔融成形在保护气氛中进行；

优选地，所述保护气氛包括氩气和/或氦气。

9.根据权利要求1～8任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述激光粉床熔融成形后的成形件经冷却，得到沉淀强化镍基高温合金零件；

优选地，所述冷却包括自然冷却。

10.根据权利要求1～9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)将粒度范围为10～60μm且粒度D50为22～34μm的沉淀强化高温化合金粉末与粒度为20～300nm的三氧化二钇颗粒按照质量比300～4500:1混合，得到混合粉末；

(2)将激光粉床熔融设备的成形腔内抽真空至2～15Pa之后，充入保护气氛后，在保护气氛下将所述混合粉末置于所述激光粉床熔融设备的成形腔中形成10～60μm粉末层，所述粉末层预热至温度≥90℃；

(3)所述粉末层在光束直径为80～120μm、功率为150～600W、扫描速度为700～2500mm/s和扫描间距为65～135μm的连续激光下激光粉床熔融成形，成形件经自然冷却后，得到沉淀强化镍基高温合金零件。