[发明专利]一种铝基非晶粉末材料、制备方法及其应用

说明书

本发明公开一种铝基非晶粉末材料、制备方法及其应用，该粉末材料包括：铝、镍、钪和镧系元素，各元素在铝基非晶粉末材料中的摩尔原子含量百分比为：铝83～90at％，镍5～8at％，钪0～0.8at％，镧系元素5～9at％；该制备方法包括配料、分步真空熔化、雾化制粉等步骤；该应用为以铝基非晶粉末材料为原料、采用二次激光打印技术进行激光打印。本发明提供的铝基非晶粉末材料能够很好的应用于增材制造中；本发明提供的制备方法采用气雾化方式制备用于增材制造的铝基非晶粉末，而粉末成分有利于通过增材制造成型方式得到非晶组织结构，粉末粒度符合增材制造标准，粉末收得率高，球形度＞95％，制备方法简单，适用于工业化生产；本发明提供的应用能够得到质量优异的工件。

技术领域

本发明涉及非晶材料技术领域，尤其是一种铝基非晶粉末材料、制备方法及其应用。

背景技术

目前现有的铝基非晶粉末材料由于其成分等原因不能很好地应用于增材制造。将现有的铝基非晶粉末材料应用于增材制造时会出现内部非晶组织分布不均匀，导致宏观上出现裂纹，得到的工件性能会明显下降等问题；甚至不能实现增材制造。

而现有的工件制备方法包括铜模铸造法，该方法需以铜模为模具进行工件成型，因为受铜模形状、尺寸的限制只能制备出有限种类和尺寸的工件，同时复杂形状工件的模具制备困难甚至是无法实现，导致难以获得精密复杂的非晶合金工件；另外由于块体非晶合金存在严重的室温脆性问题，其在室温下难以进行机械加工。

增材制造技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。增材制造作为一种新型材料成形制造技术，由于可以加工任意复杂形状的零件，在医疗、工业设计、建筑、航空航天、汽车等方向都有着应用前景。

发明内容

本发明提供一种铝基非晶粉末材料及其制备方法、在增材制造中的应用，用于克服现有技术中铝基非晶粉末材料不能很好应用于增材制造等缺陷，实现提供的铝基非晶粉末材料能够满足增材制造的要求，且通过增材制造得到的工件性能优异。

为实现上述目的，本发明提出一种铝基非晶粉末材料，包括：铝、镍、钪和镧系元素，各元素在铝基非晶粉末材料中的摩尔原子含量百分比为：铝83～90at％，镍6～8at％，钪0～0.8at％，镧系元素6～9at％。

为实现上述目的，本发明还提出一种铝基非晶粉末材料的制备方法，包括以下步骤：

S1：按铝、镍、钪和镧系元素的摩尔原子含量百分比(83～90)：(5～8)：(0～0.8)：(5～9)称取原料铝、原料镍、铝-钪合金和铝-镧系合金；

S2：将不同熔点的原料铝、铝-钪合金和铝-镧系合金按熔点由高到低依次叠置并放入熔炼室内进行真空熔化，得到铝、钪和镧系元素的金属液；

同时，对原料镍进行预热处理；

S3：将预热后的原料镍加入到所述金属液中继续进行真空熔化，直至所述镍板完全熔化，得到铝、镍、钪和镧系元素的混合液；

S4：在保温状态下将所述混合液搅拌均匀，然后对所述混合液进行雾化处理，得到所述铝基非晶粉末材料。

为实现上述目的，本发明还提出一种铝基非晶粉末材料的应用，将上述所述铝基非晶粉末材料或者上述所述制备方法制备得到的铝基非晶粉末材料应用于增材制造中。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

1、本发明提供的铝基非晶粉末材料包括：铝、镍、钪和镧系元素，各元素在铝基非晶粉末材料中的摩尔原子含量百分比为：铝83～90at％，镍5～8at％，钪0～0.8at％，镧系元素5～9at％。该铝基非晶粉末材料能够很好的应用在增材制造中。