一种3d打印用镍基高温合金粉及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种3D打印用镍基高温合金粉及其制备方法，属于高温合金领域。
【背景技术】
[0002]3D打印金属粉末作为金属零件3D打印产业链最重要的一环，也是最大的价值所在。在“2013年世界3D打印技术产业大会”上，世界3D打印行业的权威专家对3D打印金属粉末给予明确定义，即指尺寸小于Imm的金属颗粒群。包括单一金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的某些难熔化合物粉末。目前，3D打印金属粉末材料包括钴铬合金、不锈钢、工业钢、青铜合金、钛合金和镍铝合金等。但是3D打印金属粉末除需具备良好的可塑性外，还必须满足粉末粒径细小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好和松装密度高等要求。
[0003]现代燃气涡轮发动机有50%以上质量的材料采用高温合金，其中镍基高温合金的用量在发动机材料中约占40%。镍基合金在中、高温度下具有优异综合性能，适合长时间在高温下工作，能够抗腐蚀和磨蚀，是最复杂的、在高温零部件中应用最广泛的、在所有超合金中许多冶金工作者最感兴趣的合金。
[0004]随着3D打印技术的兴起，人们对金属粉末引起了更大的关注，同时也对金属粉末提出了更高的要求，必须满足粒径小、粒度分布较窄、球形度高、流动性好、松装密度高的特性，目前，这些性能难以同时满足，导致通过激光烧结的3D打印产品出现较多缺陷，而高温合金作为粉末冶金领域应用广泛的金属材料，在3D打印过程中，由于升降温速度快，极易形成热裂纹等缺陷，这些大大限制了高温合金粉在3D打印领域的应用。
【发明内容】
[0005]本发明针对现有技术问题，提出了一种用于3D打印的镍基高温合金粉，具体包括Ni 50-80%,Al 3-7%^Si < l%、Til_ 6%、V 0.1_l%、Cr2- 10%^Mn < l%、Fe 1.68%^Co 8-15%，更优选Ni 59.13%,Al 6.74 %、Si 0.41%、Ti 4.89%、V 0.71%、Cr 9.86%^Mn 0.60%^Fe1.68%, Co 14.96%;该合金粉的制备步骤包括:(1)按重量比称取附^1、3丨、11、V、Cr、Mn、Fe、Co，放入真空熔炼炉中熔炼为液体；(2)将步骤(I)中得到的熔炼液体在过热度20-400C下用高压氩气下进行雾化，得到合金粉末；(3)将步骤(2)中得到的合金粉末在氩气保护下进行高温退火处理后，进行振动筛分，冷却后分级真空包装，即得到所述镍基高温合金粉。
[0006]进一步，步骤(2)中高压氩气为5-10Mpa，纯度为99.99%。
[0007]具体实施例:
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施列仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
[0008]一种用于3D打印的镍基高温合金粉，以重量计，具体包括Ni 59.13%,Al 7.06 %、Si 0.41%、Ti 4.89%、V 0.71%、Cr 9.86%、Mn 0.60%^Fe 1.68%^Co 14.96%，该合金粉的制备步骤如下:
(I)按重量比称取Ni 59.13%,Al 7.06 %、Si 0.41%、Ti 4.89%、V 0.71%、Cr 9.86%^Mn
0.60%,Fe 1.68%,Co 14.96%，放入真空熔炼炉中熔炼为液体；
(2 )将步骤(I)中得到的熔炼液体在过热度20 °C下用5Mpa、纯度为99.99%的高压氩气进行雾化，得到合金粉末；
(3)将步骤(2)中得到的合金粉末在氩气保护下进行高温退火处理后，进行振动筛分，冷却后分级真空包装，即得到所述镍基高温合金粉。
【主权项】
1.一种3D打印用镍基高温合金粉，其特征在于，以重量百分比计，合金粉的化学组成为:Ni 50-80%, Al 3-7%^ Si < l%、Til_ 6%、V 0.卜 l%、Cr2_ 10% ^ Mn < l%、Fe 1.68% ^ Co8-15%o2.—种如权利要求1所述3D打印用镍基高温合金粉，其特征在于，以重量百分比计，合金粉的化学成份组成为，Ni 59.13%,Al 6.74 %、Si 0.41%、Ti 4.89%、V 0.71%、Cr 9.86%、Mn 0.60%、Fe 1.68%、Co 14.96%。3.—种3D打印用镍基高温合金粉的制备方法，其特征在于包括如下步骤: (1)按重量比称取Ni，Al、S1、T1、V、Cr、Mn、Fe、Co，放入真空熔炼炉中熔炼为液体； (2)将步骤(I)中得到的熔炼液体在过热度20-40°C下用高压氩气下进行雾化，得到合金粉末； (3)将步骤(2)中得到的合金粉末在氩气保护下进行高温退火处理后，进行振动筛分，冷却后分级真空包装，即得到所述镍基高温合金粉。4.根据权利要求3所述的一种3D打印用镍基高温合金粉的制备方法，其特征在于，步骤(2)中高压氩气为5-10Mpa，纯度为99.99%。
【专利摘要】本发明公开了一种3D打印用镍基高温合金粉及其制备方法，以重量百分比计，合金粉的化学组成为，Ni？50-80%，Al？3-7%、Si≤？1%、Ti1-？6%？、V？0.1-1%、Cr2-？10%、Mn≤？1%、Fe？1.68%、Co？8-15%；其制备步骤为：（1）按重量比称取原料，放入真空熔炼炉中熔炼为液体；（2）将步骤（1）中得到的熔炼液体在过热度20-40℃下用高压氩气下进行雾化，得到合金粉末；（3）将步骤（2）中得到的合金粉末在氩气保护下进行高温退火处理后，进行振动筛分，冷却后分级真空包装，即得到所述镍基高温合金粉。该合金粉球形度高、松装比大、流动性好、粒径分布窄，特别适合3D打印领域。
【IPC分类】C22C19/05, B33Y70/00, B22F9/08, B22F1/00
【公开号】CN105624472
【申请号】CN201510994922
【发明人】王向科, 李新, 郭利丹, 吴信, 孔垂要
【申请人】广东华科新材料研究院有限公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月28日