[发明专利]选区激光熔化制备的原WC陶瓷基复合材料及其方法

权利要求书

1.一种选区激光熔化制备的原位WC陶瓷基复合材料，其特征在于，通过SLM成形技术对W-Ni-C纳米复合粉末加工成形；该原位 WC 陶瓷基复合材料是一种以WC组织或者WC组织、Ni₂W₄C组织作为结构相，以Ni和W作为黏结相的硬质合金基复合材料；

所述结构相为WC组织时，粘结相分布在WC组织的四周；

所述结构相为WC组织、Ni₂W₄C组织时，Ni₂W₄C组织位于WC组织与黏结相之间。

2.根据权利要求1所述的选区激光熔化制备的原位WC陶瓷基复合材料，其特征在于，所述结构相为WC组织、Ni₂W₄C组织时，所述Ni₂W₄C组织为颗粒状结构或者环状结构。

3.根据权利要求2所述的选区激光熔化制备的原位WC陶瓷基复合材料，其特征在于，所述Ni₂W₄C组织为颗粒状结构时，WC组织为三角状结构，平均晶粒尺寸为12.7±2.14μm；

所述Ni₂W₄C组织为环状结构时，WC组织为细长状结构，平均晶粒尺寸增至28.5±2.47μm。

4.根据权利要求1所述的选区激光熔化制备的原位WC陶瓷基复合材料，其特征在于，所述结构相为WC组织时，WC组织呈块状结构，平均晶粒尺寸为18.6±2.53μm。

5.一种权利要求1所述的选区激光熔化制备的原位WC陶瓷基复合材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）配制混合粉末

将纯W粉末、纯Ni粉末、纯石墨粉末按照以下重量份配制混合粉末：

纯W粉末 85-95

纯Ni粉末 2-15

纯石墨粉末 3-5

其中：纯W粉末的纯度＞99.9%、平均颗粒尺寸为5 μm、形貌为等轴结构；纯Ni粉末的纯度＞99.9%、平均颗粒尺寸为22.5 μm、形貌为不规则结构；纯石墨粉末的纯度＞99.9%、平均颗粒尺寸为30 μm、形貌为等轴结构；

（2）球磨混合粉末

将步骤（1）得到的混合粉末经过球磨技术处理；

（3）采用SLM成形技术制备原位 WC 陶瓷基复合材料

采用SLM成形技术，以经过步骤（2）球磨处理后的混合粉末为打印材料，通过调整SLM成形技术中激光线能量密度η，叠层制造出原位 WC 陶瓷基复合材料；其中：激光线能量密度η的取值范围介于100J/m-200J/m，η==P/v，P为激光功率，v为激光扫描速度。

6.根据权利要求5所述的选区激光熔化制备原位 WC 陶瓷基复合材料的方法，其特征在于，所述步骤（3）中的激光线能量密度η的调整是通过调整激光扫描速度v来实现的；其中：激光扫描速度v的取值范围介于0.8 m/s-1.2 m/s。

7.根据权利要求6所述的选区激光熔化制备原位WC陶瓷基复合材料的方法，其特征在于，激光功率P=150 W，扫描间距0.15 mm，铺粉厚度0.1 mm。

8.根据权利要求6所述的选区激光熔化制备原位WC陶瓷基复合材料的方法，其特征在于，所述球磨技术的工艺参数为：球料比为10: 1，球磨转速为300 rpm，球磨时间为10 h-45h。

9.根据权利要求6所述的选区激光熔化制备原位WC陶瓷基复合材料的方法，其特征在于，步骤（3）中，在选区激光熔化成形过程中，成形腔室内通入高纯氩气进行保护。