[发明专利]钴基合金层叠造型体的制造方法

说明书

为了实现具有与析出增强Ni基合金材同等以上的机械特性的Co基合金材，本发明提供Co基合金层叠造型体的制造方法。本发明涉及的Co基合金层叠造型体的制造方法的特征在于，所述钴基合金具有如下化学组成：包含0.08～0.25质量％的C、0.1质量％以下的B、10～30质量％的Cr、Fe为5质量％以下且合计为30质量％以下的Fe和Ni、合计为5～12质量％的W和/或Mo、合计为0.5～2质量％的Ti、Zr、Nb和Ta、0.5质量％以下的Si、0.5质量％以下的Mn、以及0.003～0.04质量％的N，且余量由Co和杂质构成，所述制造方法具有：合金粉末准备工序、以及选择性激光熔融工序。

本发明是申请号为2018110402822、申请日为2018年9月7日、发明名称为“钴基合金层叠造型体、钴基合金制造物以及它们的制造方法”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及机械特性优异的钴基合金材，特别是涉及钴基合金层叠造型体的制造方法。

背景技术

钴(Co)基合金材与镍(Ni)基合金材一起均为代表性的耐热合金材料，也被称为超合金，广泛用于汽轮机(例如，燃气轮机、蒸汽轮机)的高温构件。Co基合金材与Ni基合金材相比，虽然材料成本高，但因为耐腐蚀性、耐磨耗性优异，容易固溶增强，因此一直用作汽轮机静叶片、燃烧器构件。

在耐热合金材料中，通过此前一直进行的各种合金组成的改良和制造工艺的改良，在Ni基合金材中，开发出通过γ’相(例如Ni₃(Al,Ti)相)析出进行的增强并成为目前主流。另一方面，在Co基合金材中，由于如Ni基合金材的γ’相那样的大大有助于机械特性提高的金属间化合物相难以析出，因此研究了由碳化物相引起的析出增强。

例如，在日本特开昭61(1986)-243143中，公开了一种Co基超塑性合金，其特征在于，在晶体粒径为10μm以下的钴基合金的基体中析出粒径为0.5至10μm的块状和粒状的碳化物而成。另外，公开了上述钴基合金由以重量比计C：0.15～1％、Cr：15～40％、W和或Mo：3～15％、B：1％以下、Ni：0～20％、Nb：0～1.0％、Zr：0～1.0％、Ta：0～1.0％、Ti：0～3％、Al：0～3％、和余量Co构成。根据专利文献1，能够提供一种即使在低温区域(例如，950℃)也显示出超塑性且具有70％以上的伸长率，并且通过锻造加工等塑性加工能够制作复杂形状物的Co基超塑性合金。

在日本特开平7(1995)-179967中，公开了一种Co基合金，其由以重量％计Cr：21～29％、Mo：15～24％、B：0.5～2％、Si：0.1％以上且小于0.5％、C：超过1％且2％以下、Fe：2％以下、Ni：2％以下和余量实质上为Co构成，并且耐腐蚀性、耐磨耗性和高温强度优异。根据专利文献2，该Co基合金具有在Co、Cr、Mo、Si的四元系合金相中较微细地分散有钼硼化物和铬碳化物的复合组织，具备良好的耐腐蚀性和耐磨耗性、以及高强度。

另外，近年来，作为通过近终型(near net shape)制造具有复杂形状的最终产品的技术，层叠造型法(Additive Manufacturing，AM法)等三维造型技术(所谓的3D打印)收到关注，并且积极地进行了将该三维造型技术应用于耐热合金构件的研发。

例如，在日本特表2016-535169(WO2015/073081A1中，公开了如下方法，其为包含以下步骤的层形成方法：a)供给具有小于20％的空隙率的粉体状或悬浊液状的颗粒状复合材料的原料的步骤；b)将上述复合材料的第一部分沉积于目标物表面的步骤；c)向上述第一部分的上述复合材料供给能量，将上述第一部分的上述复合材料烧结、熔合或熔解而形成第一层的步骤；d)在上述第一层之上沉积上述复合材料的第二部分的步骤；e)向上述第二部分的上述复合材料供给能量，将上述第二部分的上述复合材料烧结、熔合或熔解而形成第二层的步骤；上述能量通过激光供给。