一种面向增材制造高温合金及预热处理工艺的制
发布日期：2024-08-21 浏览次数： 专利申请、商标注册、软件著作权、资质办理快速响应热线：4006-054-001 微信：15998557370
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| 摘要： | 本发明属于金属材料增材制造，具体涉及一种面向增材制造高温合金及预热处理工艺。、镍基高温合金由于较好抗氧化烧蚀能力、良好塑性和较高高温强度，是航空航天及核工业领域装备部件优选的修复材料。目前高承温高强高温合金常规成形工艺制造困难，甚至无法加工，而激光增材制造技术作为一种新型的高柔性、数字化制... | ||
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本发明属于金属材料增材制造，具体涉及一种面向增材制造高温合金及预热处理工艺。背景技术：1、镍基高温合金由于较好抗氧化烧蚀能力、良好塑性和较高高温强度，是航空航天及核工业领域装备部件优选的修复材料。目前高承温高强高温合金常规成形工艺制造困难，甚至无法加工，而激光增材制造技术作为一种新型的高柔性、数字化制造技术，使其在航空航天及国防军工领域拥有广泛的应用前景，采用激光增材制造技术可实现传统工艺无法制备的一些难加工材料、结构的制造。2、激光熔覆镍基高温合金常出现冶金结合不良、复杂缺陷等，使得熔覆表面发生开裂及翘曲现象。这主要由于激光增材制造技术具有高能量密度、快速冷却及多次热循环等特点，使得增材制造合金存在缺陷难于控制及应力分布不均匀等问题。降低成形过程温度场梯度，改善修复层的应力分布并降低残余应力是从工艺角度控制裂纹的最优化方法，有望解决高温合金材料增材制造修复过程中的热裂等冶金缺陷问题，对于实际工业应用具有重大意义。技术实现思路1、本发明的目的是提供一种面向增材制造高温合金及预热处理工艺，通过改变基板预热温度，能够优化基板内部应力状态，提高基板与熔覆层的结合能力，熔覆层与基体界面处无裂纹和未熔合孔隙，熔覆层相对密度达到99.95％以上，基板翘曲角为1.31°±0.1°，从而实现高质量的激光熔覆合金。2、本发明的技术方案如下：一种面向增材制造高温合金，包括基体材料和熔覆层材料，所述熔覆层材料与基体材料界面处无裂纹和未熔合孔隙，基板翘曲角为1.31°±0.1°。3、所述基体材料包括x3crnimo13-4、0cr17ni4cu4nb、1cr12、stellite6中的至少一种。4、所述熔覆层材料包括x3crnimo13-4、0cr17ni4cu4nb、1cr12、stellite6中的至少一种。5、一种面向增材制造高温合金的预热处理工艺，包括如下步骤：6、s1：准备粉料，筛粉后将粉末置入干燥机中烘干处理；7、s2：设置基体预热温度；8、s3：将步骤s1中的合金粉末采用激光熔覆方式成形熔覆层。9、所述步骤s2中基体预热温度为100-500℃。10、所述步骤s3中所述激光熔覆的工艺参数为：激光功率为800-3200w，扫描速度为5-25mm/s，光斑直径为3-5mm，送粉量为0.5-2.5r/min，搭接率为30％-80％。11、本发明的有益效果在于：通过改变基板预热温度，能够优化基板内部应力状态，提高基板与熔覆层的结合能力，还可以进一步降低熔覆层孔隙率，从而实现高质量的激光熔覆合金。技术特征：1.一种面向增材制造高温合金，其特征在于：包括基体材料和熔覆层材料，所述熔覆层材料与基体材料界面处无裂纹和未熔合孔隙，基板翘曲角为1.31°±0.1°。2.如权利要求1所述的一种面向增材制造高温合金，其特征在于：所述基体材料包括x3crnimo13-4、0cr17ni4cu4nb、1cr12、stellite6中的至少一种。3.如权利要求1所述的一种面向增材制造高温合金，其特征在于：所述熔覆层材料包括x3crnimo13-4、0cr17ni4cu4nb、1cr12、stellite6中的至少一种。4.一种权利要求1-3任一所述面向增材制造高温合金的预热处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：5.如权利要求4所述的一种面向增材制造高温合金的预热处理工艺，其特征在于：所述步骤s2中基体预热温度为100-500℃。6.如权利要求4所述的一种面向增材制造高温合金的预热处理工艺，其特征在于：所述步骤s3中所述激光熔覆的工艺参数为：激光功率为800-3200w。7.如权利要求4所述的一种面向增材制造高温合金的预热处理工艺，其特征在于：所述步骤s3中所述激光熔覆的工艺参数为：扫描速度为5-25mm/s。8.如权利要求4所述的一种面向增材制造高温合金的预热处理工艺，其特征在于：所述步骤s3中所述激光熔覆的工艺参数为：光斑直径为3-5mm。9.如权利要求4所述的一种面向增材制造高温合金的预热处理工艺，其特征在于：所述步骤s3中所述激光熔覆的工艺参数为：送粉量为0.5-2.5r/min。10.如权利要求4所述的一种面向增材制造高温合金的预热处理工艺，其特征在于：所述步骤s3中所述激光熔覆的工艺参数为：搭接率为30％-80％。技术总结本发明属于金属材料增材制造技术领域，具体涉及一种面向增材制造高温合金及预热处理工艺。包括基体材料和熔覆层材料，所述熔覆层材料与基体材料界面处无裂纹和未熔合孔隙，基板翘曲角为1.31°±0.1°。本发明的有益效果在于：通过改变基板预热温度，能够优化基板内部应力状态，提高基板与熔覆层的结合能力，还可以进一步降低熔覆层孔隙率，从而实现高质量的激光熔覆合金。技术研发人员：张维,尚宪和,胡明磊,吴明亮,文杰,边春华,徐科,胡斌,葛炼伟,朱昌荣受保护的技术使用者：中核核电运行管理有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16
