[发明专利]一种增材制造用窄粒度分布GH4099高温合金粉及其制备和应用

说明书

一种增材制造用窄粒度分布GH4099高温合金粉及其制备和应用。本发明属于GH4099高温合金粉及其制备领域。本发明的目的是为了解决现有增材制造用高温合金粉末存在批次稳定性差、陶瓷夹杂、成形件开裂的技术问题。本发明的增材制造用窄粒度分布GH4099高温合金粉成分及质量百分含量为C：0.03‑0.05％、Cr：17‑20％、Co：5‑8％、W：5‑7％、Mo：3.5‑4.5％、Al：1.7‑2.1％、Ti：1‑1.35％、余量Ni和杂质，粒度为30‑53μm的合金粉占59wt％。方法：通过等离子旋转电极制备合金粉。本发明合金粉用于增材制造GH4099高温合金。

技术领域

本发明属于GH4099高温合金粉及其制备领域，具体涉及一种增材制造用窄粒度分布GH4099高温合金粉及其制备和应用。

背景技术

GH4099是一种典型的时效强化型的镍基高温合金，具有优良的综合力学性能，900℃以下可以长期使用，短时最高工作温度可达1000℃。GH4099合金增材制造零部件形状复杂、质量要求高，对制造技术提出了较高要求，增材制造型号产品已得到验证，对GH4099增材制造用粉末有着很大需求。

等离子旋转电极雾化制粉(PREP)技术是一种基于电极棒料高速旋转离心雾化原理的金属粉末制备方法，该技术生产的粉末具有流动性好、气体夹杂少、少或无卫星粉等优点，在核工业、航天航空和生物医疗等领域获得了重要应用。随着国内金属增材制造技术的不断发展，多种采用增材制造技术生产的高温合金结构件已经完成了在航空航天产品中的工程化验证，作为金属增材制造的原材料，球形粉末的制备技术及工程化应用推广是增材制造与粉末冶金产业持续发展的关键，当前增材制造高温合金粉末尚存在批次稳定性差、陶瓷夹杂、成形件开裂等问题，开展航天特种高温合金粉末制备技术研究，可实现增材制造领域所需的特种高温合金粉末材料自主可控制备尤为重要。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有增材制造用高温合金粉末存在批次稳定性差、陶瓷夹杂、成形件开裂的技术问题，而提供了一种增材制造用窄粒度分布GH4099高温合金粉及其制备和应用。

本发明的目的之一在于提供一种增材制造用窄粒度分布GH4099高温合金粉，所述合金粉成分及质量百分含量为C：0.03-0.05％、Cr：17-20％、Co：5-8％、W：5-7％、Mo：3.5-4.5％、Al：1.7-2.1％、Ti：1-1.35％、余量Ni和杂质，粒度为30-53μm的合金粉占59wt％。

进一步限定，所述合金粉中杂质成分包括Fe、B、Ce、Mg、Mn、Si、P、S，其中Mn＜0.05％、Si＜0.05％、P≤0.01％、S≤0.01％。

本发明的目的之二在于提供一种制备上述增材制造用窄粒度分布GH4099高温合金粉的方法，所述方法按以下步骤进行：

将GH4099高温合金棒材通过等离子旋转电极制备合金粉，电极棒转速为38000-42000rpm、电流强度为600-700A、进给速率为1.8-2.2mm/s。

进一步限定，GH4099高温合金棒材中元素组成及其含量与所述增材制造用窄粒度分布GH4099高温合金粉相同。

进一步限定，电极棒转速为40000rpm、电流强度为650A、进给速率为2mm/s。

进一步限定，所述53μm以下合金粉收得率高达59wt％。

本发明的目的之三在于提供一种上述增材制造用窄粒度分布GH4099高温合金粉的应用。

进一步限定，增材制造工艺参数：激光功率为260-275W、扫描速度为950-1050mm/s、扫描间距为0.09mm。

本发明的目的之四在于提供一种上述应用后得到的GH4099高温合金。

进一步限定，所述GH4099高温合金900℃下的抗拉强度≥416MPa，延伸率≥17％。