[发明专利]利用激光熔覆技术制造镍基单晶高温合金零件的方法

权利要求书

1.一种利用激光熔覆技术制造镍基单晶高温合金零件的方法，采用镍基单晶高温合金平板作为基材和粉材，其特征在于，包括：

步骤一：采用砂纸打磨所述基材表面，并用丙酮清洗；

步骤二：将所述基材固定于工作平台上，并采用氩气保护；

步骤三：控制激光和所述粉材通过固定于机械臂上的同轴喷嘴对所述基材的表面进行第一道熔覆，同时通过计算机控制所述机械臂使所述激光垂直于所述基材的表面，并按照预设好的熔覆路线移动；

步骤四：完成第一道熔覆后，从第二道熔覆开始搭接熔覆，熔覆路线与第一道相同，并通过计算机控制所述机械臂使所述同轴喷嘴在熔覆层横截面平面内沿顺序搭接方向或其反方向偏转第一角度，在熔覆层纵截面平面内沿激光移动方向或其反方向偏转第二角度，同一层的后续多道搭接熔覆的路线及控制方法与第二道搭接熔覆相同，直至完成第一层熔覆；

步骤五：从第二层激光熔覆开始，每层激光熔覆路线在水平面内均与前一层熔覆路线正交垂直，熔覆控制方法均与第一层相同，持续熔覆过程，直至完成所述镍基单晶高温合金零件的制造。

2.根据权利要求1所述的利用激光熔覆技术制造镍基单晶高温合金零件的方法，其特征在于，所述第一角度为-30°～30°，所述同轴喷嘴偏向顺序搭接方向为正，远离顺序搭接方向为负，所述第二角度为-45°～45°，所述同轴喷嘴朝向熔覆方向偏转时其偏转角度为正，远离熔覆方向偏转时其偏转角度则为负。

3.根据权利要求2所述的利用激光熔覆技术制造镍基单晶高温合金零件的方法，其特征在于，所述第一角度为0°～30°，所述第二角度为0°～45°。

4.根据权利要求3所述的利用激光熔覆技术制造镍基单晶高温合金零件的方法，其特征在于，所述第一角度为30°，所述第二角度为45°。

5.根据权利要求1所述的利用激光熔覆技术制造镍基单晶高温合金零件的方法，其特征在于，在进行激光熔覆时，调节激光熔覆的搭接率使相邻两道微观组织保持连续。

6.根据权利要求5所述的利用激光熔覆技术制造镍基单晶高温合金零件的方法，其特征在于，所述搭接率为5％～51％。

7.根据权利要求1所述的利用激光熔覆技术制造镍基单晶高温合金零件的方法，其特征在于，所述砂纸为200目砂纸。

8.根据权利要求1至7任一项所述的利用激光熔覆技术制造镍基单晶高温合金零件的方法，其特征在于，在进行激光熔覆时，调节激光熔覆的激光功率、激光扫描速度、送粉速率、光斑直径、离焦量、第一角度和第二角度，采用与喷嘴随动的主动冷却方法，使得熔池凝固界面沿着竖直方向的温度梯度保持在1×10⁷～1×10⁹摄氏度/米，且激光熔池的尺寸保持在D：W：H＝1～1.5:4～5:2～3，其中D为基材熔化深度，W为熔池宽度，H为熔池高度。

9.根据权利要求8所述的利用激光熔覆技术制造镍基单晶高温合金零件的方法，其特征在于，所述激光功率为50瓦～2000瓦，扫描速度为5毫米/秒～200毫米/秒，送粉速率为1克/分钟～10克/分钟，光斑直径为0.5毫米～1毫米，离焦量为-5毫米～5毫米。