[发明专利]一种GH170镍基高温合金激光选区成形方法

说明书

本发明公开了一种GH170镍基高温合金激光选区成形方法，包括如下步骤：1)材料选取：取GH170高温合金粉末；2)干燥处理：将粉末充分干燥；3)设备准备：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，并预热激光选区成形设备中的平台基板；4)激光增材：将粉末铺放在平台基板上，并通过激光扫描熔化凝固粉末，重复层铺及融化凝固粉末，最终逐层形成目标零件。上述GH170镍基高温合金激光选区成形方法与锻铸方式相比，可以解决元素偏析严重、晶粒粗大、缩孔疏松等问题，解决黑斑、白点等缺陷，尤其面对结构复杂的零部件成形效果显著，成品质量高，缩短了生产时间，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及高温合金制备技术领域，尤其涉及一种GH170镍基高温合金激光选区成形方法。

背景技术

GH170是Ni-Cr-Co基固溶强化型变形高温合金，其成分特点是含有较高的W、Co、Cr元素，并加入微量的La元素强化晶界。该合金在1000℃具有较高的强度和抗蠕变性能，在1100℃-1200℃仍具有较高的强度和延展性，在900℃和1000℃长期时效后析出μ相，使合金的室温塑性下降，但仍可以满足使用要求。同时该合金具有优良的抗氧化性能和良好的冷成型和焊接工艺性能，应用于制作航空发动机加力燃烧室调节片零件，性能水平接近美国HA188和MAR-M918。

传统GH170合金零件的制备主要有铸锻两种方式，虽然一直以来这两种工艺不断地发展和改进，但铸件中仍然存在元素偏析严重、晶粒粗大、缩孔疏松等问题。而锻件的性能虽高于铸态，但由于工艺限制，难以成形形状复杂的零部件，还存在黑斑、白点等缺陷，大大限制了GH170高温合金的应用。

激光增材制造对于镍基高温合金的制造具有独特优势，不仅能够缩短生产时间、降低生产成本，还能优先考虑功能设计，非常适用于成型制造航空发动机及燃气机轮中喷嘴、叶片、燃烧室等热段部件以及航天飞行器、火箭发动机等复杂零件。随着增材制造的进一步发展，新的激光、材料、数控技术会不断的应用到制造领域，增材制造的速度、效率、精度会大大提升，成型件的表面质量、力学性能也会不断提高，从而实现更多结构材料的直接制造，同时对于航空航天使用的结构件减轻设计带来极大便利。

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

本发明的目的在于提供一种GH170镍基高温合金激光选区成形方法，便于成形复杂结构件，提高零部件内部质量。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种GH170镍基高温合金激光选区成形方法，其包括步骤：

1)材料选取：取GH170高温合金粉末；

2)干燥处理：将粉末充分干燥；

3)设备准备：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，并预热激光选区成形设备中的平台基板；

4)激光增材：将粉末铺放在平台基板上，并通过激光扫描熔化凝固粉末，重复层铺及融化凝固粉末，最终逐层形成目标零件。

特别地，步骤1)中，GH170高温合金粉末的规格为15μm～53μm，霍尔流速为13.33s/100g，松装密度为5.278g/cm³，振实密度为5.952g/cm³，粉末球形率大于85％。

特别地，步骤2)中，干燥过程为将粉末在120℃～150℃真空保护环境中保温3h，取出翻动，再放进干燥箱烘干3h。