[发明专利]一种提高选区激光熔化产品致密度及成分均匀度的方法

说明书

本发明公开了一种提高选区激光熔化产品致密度及成分均匀度的方法，其特征在于，该方法为在激光打印过程中，每层铺粉后，进行两次扫描，在第一次扫描后立刻进行第二次扫描，所述第二次扫描的功率为所述第一次打印扫描的50％～60％；所述第二次扫描的线点距为所述第一次扫描的1.4～2.4倍。每层分别进行两次扫描后的致密度相比常规单次扫描的试样有明显的提升。这是由于第二次扫描为缺陷闭合提供了机会，在第二次扫描过程中，一些在首次扫描后残留的缺陷得到消除。另外，大部分缺陷是由于粉末铺展较差而形成的。在第二次扫描后表面粗糙度明显下降，这从一定程度上促进了粉末的均匀铺展，因此对于缺陷的产生有抑制作用。

技术领域

本发明属于激光增材制造技术领域，具体涉及一种提高选区激光熔化产品致密度及成分均匀度的方法。

背景技术

高熵合金由于具有优异的力学性能及耐腐蚀性能近年来被材料界广泛的研究。但是高熵合金体系庞大，其具体形成机理及强化机制还没有完全明确，仍需相当一段时间的研究及探索。

制备高熵合金试样的方式主要为真空电弧熔铸，但是这种方式能制备试样的几何形状十分简单，无法制备复杂形状的试样。相比于真空电弧熔铸，近年来激光增材制造由于对于所加工零件的几何形状适应性强，可制备具有复杂几何结构的零件，因而逐渐成为材料界的研究重点。激光增材制造主要有两大分支，分别是激光熔化沉积技术(LMD)和选区激光熔化技术(SLM)。LMD技术成型速度快且尺度大，但是成型精度较差，通常需要机加工后处理。相比于LMD技术，SLM技术所制造零件精度极高，通常加工误差在30微米以内。其原理是使用激光作为热源，采用几何切片方式进行逐层铺粉打印。因此，SLM技术将成为未来高熵合金复杂及精密构件的主要制造方式，值得对其成型机理及方法深入进行研究。

目前FeCoCrNi系高熵合金在SLM技术上的应用主要有两大分支：将粉末进行预合金化然后进行打印；或者使用单质混合粉或者单质及合金的混合粉作为原料，在打印中进行原位合成。在打印前使用粉末预合金化的方法虽然能得到成分均一的组织，但是进行FeCoCrNi系高熵合金粉材的制造需要浪费巨大产能进行定制。并且合金粉末成分固定，不利于合金开发过程中的成分调整。因此，近年来对于激光原位合成技术的研究日趋增多。激光原位合成技术是基于激光增材制造技术的基础上，使用粉末原料不经预合金化，而是在制造过程中借助激光能量直接完成冶金合成的一种前沿技术。这一技术的实现跳过了粉末生产过程，极大的加快了生产研发效率，并且降低了成本。但是激光原位合成技术的发展受到了一系列阻碍。最主要的问题就是原位合成后成分分布不均匀。除了两种方法各自的缺点，FeCoCrNi系高熵合金在打印过程中都存在致密度较低，含有较多缺陷的问题。因此，提出一种提高打印件致密度，并且在原位合成中解决成分分布不均的方法对SLM技术的发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种提高选区激光熔化产品致密度及成分均匀度的方法，该方法可以制备得到致密的高熵合金组织，并且成分均匀度得到了大幅提升。

一种提高选区激光熔化产品致密度及成分均匀度的方法，该方法为在激光打印过程中，每层铺粉后，进行两次扫描，在第一次扫描后进行第二次扫描，所述第二次扫描的功率为所述第一次打印扫描的50％～60％；所述第二次扫描的线点距为所述第一次扫描的1.4～2.4倍。

一种提高选区激光熔化产品致密度及成分均匀度的方法，包括以下步骤：

步骤1，原料混合，将合金粉末或单质金属粉末与合金粉末配合，得到高熵合金粉末；