[发明专利]一种K438镍基高温合金激光增材制造方法

说明书

本发明公开的一种K438镍基高温合金激光增材制造方法，为：步骤1，材料准备：步骤2，将步骤1所得的K438镍基高温合金粉末在增材制造成形前，进行烘干处理；步骤3，将步骤2烘干后K438镍基高温合金粉末添加到激光选区熔化成形设备中，选择与成形的金属材料相同或GH4169材料的基板，将基板固定在激光选区熔化成形设备中的可升降的工作台上，然后取K438高温合金粉末按照0.02mm‑0.06mm的厚度铺放在成形平台上，最后对激光选区熔化成形设备抽真空并充入惰性气体进行气氛保护，同时打开加热平台，加热；步骤4，样块打印。该方法实现了K438镍基高温合金复杂结构件高内部质量、一次性整体成形的目的。

技术领域

本发明属于高温合金激光增材制造技术领域，具体涉及一种K438镍基高温合金激光增材制造方法。

背景技术

高温合金是指以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料；并具有较高的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织，在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性，基于上述性能特点，且高温合金的合金化程度较高，又被称为超合金，是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。

K438是镍基沉淀硬化型等轴晶铸造高温合金，是抗热腐蚀性能最好的合金之一，使用温度小于900℃。合金的成分和性能与国外广泛应用的IN738合金相当。合金中含有较高的铬元素，并含有钽和铌元素。该合金具有优异的抗热腐蚀性，具有中等水平的高温强度和良好的组织稳定性。主要产品有涡轮工作叶片、导向叶片等精密铸件。由于合金中合金元素种类多、含量高，导致合金的成形性能较差。目前该类合金构件主要通过铸造工艺实现成形。而对于结构非常复杂的结构件，铸造由于无法脱模而无法实现结构整体一次性成形，存在较大的制备难题。

激光增材制造技术作为一种新型的高柔性技术，不需要传统的刀具和夹具以及多道加工工序，在一台设备上可快速精密地制造出任意复杂形状的零件，从而实现了零件自由制造，解决了许多复杂结构零件的成形，并大大减少了加工工序，缩短了加工周期。而且产品结构越复杂，其制造速度的作用就越显著。目前增材制造技术，在钛合金、不锈钢、高温合金等材料领域已经实现了较大程度的应用，但相比于传统工艺，目前成形工艺应用合金种类少仍然是增材制造技术实现工业化应用的制约之处。而将增材制造技术引入常规难成形结构、难成形材料制备领域对于提升航空结构件制备技术具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种K438镍基高温合金激光增材制造方法，实现了K438镍基高温合金复杂结构件高内部质量、一次性整体成形的目的。

本发明所采用的技术方案是，一种K438镍基高温合金激光增材制造方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，材料准备：

取原材料K438镍基高温合金粉末；

步骤2，将步骤1所得的K438镍基高温合金粉末在增材制造成形前，进行烘干处理；

步骤3，将步骤2烘干后K438镍基高温合金粉末添加到激光选区熔化成形设备中，选择与成形的金属材料相同或GH4169材料的基板，将基板固定在激光选区熔化成形设备中的可升降的工作台上，然后取K438高温合金粉末按照0.02mm-0.06mm的厚度铺放在成形平台上，最后对激光选区熔化成形设备抽真空并充入惰性气体进行气氛保护，同时打开加热平台，加热；

步骤4，样块打印：

将样块模型按0.04-0.06mm的厚度进行分层切片同时在每层切片数据中添加激光功率、扫描速度、扫描间距的设置信息；使用激光通过振镜扫描来熔化K438高温合金粉末，直接成形每层二维截面，逐层堆积出具样块的几何形状。

本发明的特征还在于，

步骤1中，K438镍基高温合金粉末规格为15um～53um。