[发明专利]一种镍基合金结构件的电子束增材制造方法

摘要

本发明公开了一种镍基合金结构件的电子束增材制造方法，是在真空室条件下，将镍基合金基体预先放入工作台，使腔室内压强达到4.8×10‑2Pa，利用特制的送粉装置将一定质量配比混合均匀的Ni粉、Nb粉、Mo粉、Cr粉，稀土CeO2超细金属粉末喷射到电子束产生的熔池中，形成与基体冶金结合的电子束熔覆层，然后通过每一层的数控加工程序实现逐层电子束熔覆，最终得到三维金属零件。从而制造出具有快速凝固组织特性的高性能、全致密、形状复杂的镍基合金结构件。该制造方法的制造成本低、制造周期短、材料利用率高、性能稳定，可快速制作复杂零部件，并能较大幅度提高镍基合金结构件的结构强度，减少合金内部气孔、裂纹、残余应力等组织缺陷。

主权项

一种镍基合金结构件的电子束增材制造方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）将镍基合金基体材料用砂纸打磨、抛光，用5%～10%的盐酸洗30分钟以上，再用清水清洗，放入100℃的烘干箱烘干1小时以上，取出处理后的镍基合金基体材料自然冷却至室温待用；2）采用真空等离子旋转电极雾化工艺制备出Ni粉、Nb粉、Mo粉、Cr粉，稀土CeO2五种粉末，将上述各粉末按比例配制，并采用球磨机均匀混合6小时以上，粉末混合均匀后放入150℃的烘干箱烘干10小时以上，再置于电子束加工综合平台的供粉箱中备用；3）在镍基合金结构件CAD三维实体模型切片数据的驱动下，利用切片技术将镍基合金结构件的连续三维CAD数模离散成具有一定层厚及顺序的分层切片，切片的厚度为一般为400～800μm，并将镍基合金结构件的三维数据信息转换成一系列的二维平面数据，提取每一层切片所产生的轮廓，并根据切片轮廓，设计路径及电子束熔覆的工艺参数，沿着由二维平面数据所确定的扫描轨迹生成每一层的数控加工程序，并传递给电子束系统中的数控加工模块；4）将镍基合金基体放置于工作台上，将足量的经步骤2）混合均匀后的粉末置于的供粉箱中，关闭电子束设备门，抽真空；5）开启电子束加工系统，将预先设定的程序调入数控加工模块，确定加工坐标原点，点击运行按钮，电子束按照预定的加工程序轨迹运行，与此同时，供粉箱将加热后混合的粉末喷射到电子束产生的熔池中，形成与基体冶金结合的电子束熔覆层，通过每一层的数控加工程序实现逐层电子束熔覆，获得一个熔覆截面层，一层熔覆过后，工作台下降一个切片厚度的高度，再熔覆第2层，并使第2层与第1层冶金结合在一起，逐层熔覆，最终得到所需的三维镍基合金结构件；经过上述步骤，最终得到所需的三维镍基合金结构件。