[发明专利]一种消除Renè104镍基高温合金激光增材制造裂纹的方法

权利要求书

1.一种消除Renè104镍基高温合金激光增材制造裂纹的方法，其特征在于：

包括如下步骤：

（1）激光增材制造前准备

根据所需零件的形状，在三维设计软件里设计零件的三维模型，然后将三维模型导入激光增材制造设备，软件自行切片处理后，将每一切片层的数据导入激光增材制造的系统中；

（2）通过激光选区熔化进行增材制造

铺设Renè104镍基高温合金粉末，然后激光根据切片层的信息开始选择熔化粉床，扫描方式包括轮廓扫描和实体扫描，每一层扫描时，先进行轮廓扫描再进行实体扫描，实体扫描采用分区扫描策略，之后再一次轮廓扫描；整个步骤为铺粉和激光熔化过程；

所述Renè104镍基高温合金粉末的粒径为15-53μm，且D10为15-20μm、D50为25-31μm、D90为40-48μm；

所述轮廓扫描参数为：激光光斑直径为0.08-0.1mm，激光功率为100W-150W，扫描速度为1000-1400mm/s；

所述的实体扫描参数为：激光功率200W-250W，激光光斑直径0.10-0.13mm，扫描速度450-650mm/s,扫描间距0.08-0.14mm，铺粉层厚为30-35μm；

所述的分区扫描策略是：将每一切片层的实体区域划分为多个区域，分别对每个区域依次进行激光扫描熔化；所述的分区扫描策略包含条带分区扫描策略或棋盘分区扫描策略；

所述条带分区扫描策略的参数为：条带宽度为6-8mm，条带间的搭接为0.1-0.15mm；

所述棋盘分区扫描策略的参数为：棋盘大小为4-6mm，棋盘间的搭接为0.08-0.12mm，相邻棋盘间的激光扫描方向相互垂直；

（3）重复步骤（2）直到整个零件打印完成，之后将成形的零件从基板上分离，得到成形件；相邻层之间的激光扫描方向旋转67°；

（4）对成形件进行去应力退火，退火温度为（0.3-0.4）T_再，时间为1h-3h；

（5）对去应力退火后的成形件进行放电等离子烧结处理，即SPS处理，SPS参数：温度为（0.8-0.9）T_再，时间为10-20min；

所述T_再为合金的再结晶温度，单位为℃。

2.根据权利要求1所述的一种消除Renè104镍基高温合金激光增材制造裂纹的方法，其特征在于：所述Renè104镍基高温合金中含有Al和Ti，且（Al+Ti）占所述Renè104镍基高温合金总质量的5wt%及以上。

3.根据权利要求1所述的一种消除Renè104镍基高温合金激光增材制造裂纹的方法，其特征在于：打印所用的基板为不锈钢基板或同类镍基高温合金，打印前，基板预加热温度为100-200℃。

4.根据权利要求1所述的一种消除Renè104镍基高温合金激光增材制造裂纹的方法，其特征在于：激光增材制造过程中需在设备工作腔内通入氩气或氮气等惰性保护气体，使工作腔内氧气含量＜0.1%。

5.根据权利要求1所述的一种消除Renè104镍基高温合金激光增材制造裂纹的方法，其特征在于：在保护气氛下进行去应力退火，去应力退火时，以5-15℃/min的升温速率升温至退火温度，保温后随炉冷却。

6.根据权利要求5所述的一种消除Renè104镍基高温合金激光增材制造裂纹的方法，其特征在于：去应力退火时，所述保护气氛选自氩气、氮气中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种消除Renè104镍基高温合金激光增材制造裂纹的方法，其特征在于：放电等离子烧结时，控制升温速率为50-100℃/min，控制降温速率为50-100℃/min。

8.根据权利要求1所述的一种消除Renè104镍基高温合金激光增材制造裂纹的方法，其特征在于：放电等离子烧结时，控制压力为30-50MPa。