[发明专利]一种K417G高温合金粉末及其制备方法和使用方法

权利要求书

1.一种激光3D打印用K417G镍基高温合金粉末，其特征在于，所述合金粉末按照质量百分含量由以下成分组成：C：0.14～0.15％、Cr：9.78～9.88％、Co：11.20～11.40％、Mo：3.09～3.22％、Al：6.24～6.37％、Ti：4.68～4.79％、V：0.71～0.83％、Ni为余量；所述合金粉末为球形、含氧量为0.013％～0.015％、粒径分布为53～180μm、球形度大于98％、空心球率不超过3％、松装密度为4.76～4.78g/cm³、粉末流动性为16.1～16.6s/50g，所述合金粉末中无脆性σ相析出。

2.一种激光3D打印用K417G镍基高温合金粉末的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，原材料预处理：

将K417G镍基高温合金母合金加工成圆柱形合金锭，合金锭中心加工出直径30～40mm的通孔，去除合金锭表面氧化物、杂质和油污；

步骤2，雾化流场参数调整：

将坩埚放置在熔炼室感应加热线圈内，导液管安装在坩埚底部圆孔处，导液管出口端伸出坩埚底部26～30mm，所述导液管出口端端口为锥形尖端，将合金锭置于坩埚中，打开雾化氩气控制总阀，总阀氩气压力为5～10MPa，控制试纸抽吸下陷深度保持在3～5mm的时间大于20s后关闭总阀；

步骤3，熔炼温度测量：

雾化流场参数调整完成后，将下端封闭的中空陶瓷杆放置在合金锭中心通孔中，使陶瓷杆的下端封堵坩埚底部导液管管口，将热电耦封装在陶瓷杆内，用于实时测量熔炼坩埚中合金锭的温度；

步骤4，抽真空后充入保护气：

将熔炼室、雾化室和粉末收集装置抽真空，待真空度达到3.5×10^-3Pa以下，充入氩气使设备内气压保持在0.01Mpa；

步骤5，真空感应熔炼：

开启中频感应加热电源，先使用20～30KW感应功率对合金锭进行预加热，待合金锭温度升高到1000℃后，增加感应功率到30～40KW，使坩埚内合金锭完全熔化并保持50～100℃过热度；

步骤6，再次抽真空、真空感应精炼与气雾化：

(1)待坩埚内熔融K417G镍基高温合金液达到50～100℃过热度后，将熔炼过程产生的废气抽离，待熔炼室气压达到20Pa以下后，充入氩气使熔炼室气压保持在0.01Mpa；

(2)增加感应功率到40～50KW，将熔融合金液过热度在100～150℃范围内保持5～10min；

(3)打开雾化气体总阀，总阀压力控制在8～12MPa，喷出的氩气汇集在导液管出口端，提升氧化铝陶瓷杆，使熔融的K417G镍基高温合金液经导液管出口端锥形尖端以3Kg/min～5Kg/min的质量流率流入雾化室，被氩气冷却和凝固后形成球形K417G镍基高温合金粉。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤1中，将K417G镍基高温合金母合金加工成和坩埚形状和体积相匹配的圆柱形合金锭，合金锭体积占坩埚体积的80～90％，用金相砂纸将合金锭表面氧化物和杂质去除，然后用无水乙醇分别清洗合金表面和通孔内部，去除油污。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤3中，将下端圆形封闭的中空氧化铝陶瓷杆和连续送料进给系统的机械臂刚性连接后放置在合金锭中心通孔中，使陶瓷杆的下端封堵坩埚底部导液管管口，所述热电耦为R型钨铼丝。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤6的步骤(3)中，采用二级旋风集粉器对制备的K417G镍基高温合金粉末进行收集，粉末充分冷却后，采用拍击式振动筛将粉末按照粒径分布1～53μm和53～180μm进行分级筛分，放入真空手套箱中封装保存。