本发明属于增材制造,涉及一种提高增材制造用高温合金粉末激光吸收率的方法。
背景技术:
1、在增材制造过程中粉末的粒径分布、粉末形貌对激光吸收率有显著影响,从而影响材料的组织致密度及性能。一般情况下,为节约成本,提高粉末的利用率,会进行粉末的循环使用,循环使用后的粉末状态的改变会影响激光吸收率,从而影响工艺稳定性及材料的组织及性能,不利于提高批量生产的稳定性。
2、目前的技术主要通过提高粉末的球形度来改变激光吸收率,这样的方法成本高且生产周期长,且球形度在增材制造过程中的损失势必会造成激光吸收的改变,不利于粉末的长期稳定使用。此外,增材制造成形效率已成为目前的研究热点,而粉末对激光的吸收率也会间接的影响成形效率。对于铝合金等激光反射率高的金属材料,需采用高激光功率、低扫描速率,这样就直接降低了生产效率。针对激光吸收率较好的钢及高温合金等材料,激光吸收率的提高可进一步提高扫描速率,从而提高生产效率。虽然国内外3d打印设备制造商纷纷生产多激光器的设备来提高成形效率,但受限于粉末本身的激光吸收率,多振镜多激光器的模式无法发挥到其最大价值,因此,提高增材制造粉末激光吸收率极为必要。
技术实现思路
1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
2、为此,本发明提供了一种提高增材制造用高温合金粉末激光吸收率的方法。
3、本发明的技术解决方案如下:
4、根据一方面,提供一种提高增材制造用高温合金粉末激光吸收率的方法,该方法包括:
5、步骤一、称取一定组分配比的增材制造用基体高温合金粉末和纳米颗粒粉末,所述基体高温合金粉末和纳米颗粒粉末的质量分数配比为(92%~99%):(1%~8%),所述纳米颗粒粉末种类包括陶瓷颗粒、石墨烯、稀土元素;
6、步骤二、将所述纳米颗粒粉末与基体高温合金粉末混合均匀;
7、步骤三、将步骤二得到的混合粉末进行等离子球化处理;
8、步骤四、将步骤三得到的产物置于溶剂中以去除多余纳米颗粒粉末。
9、进一步地,所述基体高温合金粉为粒度范围为15~53μm的in718、in625、gh3536高温合金中的一种。
10、进一步地,所述纳米颗粒粉末的粒径范围为10~100nm。
11、进一步地,所述陶瓷颗粒为tin、zro2、tib2中的至少一种;所述稀土元素为la、sc、ce中至少一种。
12、进一步地,所述步骤二具体包括:将纳米颗粒粉末经超声分散,分散后的纳米颗粒加入基体合金粉末中并进行机械搅拌处理,混合均匀。
13、进一步地,所述步骤二中,超声振动频率为15~35khz,振动模式为连续或脉冲,超声分散时间为30min-60min;机械搅拌转速为50r/min~150r/min。
14、进一步地,所述步骤三具体包括:将步骤二得到的混合粉末置于等离子球化装置中进行球化,冷却,即得纳米陶瓷颗粒修饰的高温合金复合粉末。
15、进一步地,所述步骤四具体包括:将步骤三得到的产物置于溶剂中进行搅拌、沉降操作,弃去溶液,真空干燥,即得所需高温合金复合粉末。
16、根据另一方面,提供一种由上述方法制备得到的增材制造用高温合金粉末。
17、上述技术方案通过增材制造用基体高温合金金属粉末中掺入特定比例的纳米颗粒,通过均匀分散、等离子球化和去除多余纳米颗粒处理流程,得到了粘附性良好的高温合金复合粉末,能够满足增材制造使用,同时,添加纳米颗粒修饰后的高温合金粉末的表面粗糙度大幅度增加,可以使更多的激光射线在粉末内部反射,而不是在大气中反射,大大提升了高温合金复合粉末的激光吸收率,此外,纳米颗粒也可作为强化相,提高原材料的性能。本发明方案克服了现有通过提高粉末的球形度来改变激光吸收率以及现有通过多激光器的设备来提高成形效率所存在的技术问题。
1.一种提高增材制造用高温合金粉末激光吸收率的方法,其特征在于,所述方法包括:
2.根据权利要求1所述的一种提高增材制造用高温合金粉末激光吸收率的方法,其特征在于,所述基体高温合金粉为粒度范围为15~53μm的in718、in625、gh3536高温合金中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的一种提高增材制造用高温合金粉末激光吸收率的方法,其特征在于,所述纳米颗粒粉末的粒径范围为10~100nm。
4.根据权利要求3所述的一种提高增材制造用高温合金粉末激光吸收率的方法,其特征在于,所述陶瓷颗粒为tin、zro2、tib2中的至少一种;所述稀土元素为la、sc、ce中至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种提高增材制造用高温合金粉末激光吸收率的方法,其特征在于,所述步骤二具体包括:将纳米颗粒粉末经超声分散,分散后的纳米颗粒加入基体合金粉末中并进行机械搅拌处理,混合均匀。
6.根据权利要求5所述的一种提高增材制造用高温合金粉末激光吸收率的方法,其特征在于,所述步骤二中,超声振动频率为15~35khz,振动模式为连续或脉冲,超声分散时间为30min-60min;机械搅拌转速为50r/min~150r/min。
7.根据权利要求5或6所述的一种提高增材制造用高温合金粉末激光吸收率的方法,其特征在于,所述步骤三具体包括:将步骤二得到的混合粉末置于等离子球化装置中进行球化,冷却,即得纳米陶瓷颗粒修饰的高温合金复合粉末。
8.根据权利要求7所述的一种提高增材制造用高温合金粉末激光吸收率的方法,其特征在于,所述步骤四具体包括:将步骤三得到的产物置于溶剂中进行搅拌、沉降操作,弃去溶液,真空干燥,即得所需高温合金复合粉末。
9.一种增材制造用高温合金粉末,其特征在于,所述高温合金粉末采用权利要求1-8任一项所述的方法制备得到。