一种提高Inconel718激光沉积层高温强度的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Inconel718的金属粉末，包括以下组分Inconel718粉、Ti粉、Mo粉以及镍包石墨。步骤(1)、将Inconel718粉、Ti粉、Mo粉以及镍包石墨进行球磨混合均匀；步骤(2)、将球磨后的混合粉末超声分散处理1

【技术实现步骤摘要】
一种提高Inconel 718激光沉积层高温强度的方法


[0001]本专利技术涉及合金材料
，具体为一种提高Inconel 718激光沉积层高温强度的方法。

技术介绍

[0002]镍基高温合金在650～1000℃具有优异的高温强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀性能,主要用于制作航空涡轮发动机叶片、涡轮盘、燃烧室等高温部件。虽然采用镍基合金制造的高温部件性能较为优异，但是制造成本较高，并且使用寿命受热疲劳裂纹、表面磨损和热腐蚀等缺陷的限制。高温部件更换很大程度上影响现代航空发动机和燃气轮机的运行成本，通过对损伤高温零部件进行成形与修复，使其能够重新满足使用需求，将有助于降低成本。然而，由于航空发动机、涡轮盘等零部件结构复杂，采用传统工艺难以实现对零部件的直接成形与修复；
[0003]目前，提高镍基合金激光沉积层高温性能的方法主要是热处理，虽然热处理在一定程度上可有效提高镍基合金沉积层的高温性能，但是提升区间有限，难以达到高尖端领域设备在苛刻高温环境下的使用要求，且该工艺具有工艺不稳定、耗时、效率低等缺点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种提高Inconel 718激光沉积层高温强度的方法，以解决上述
技术介绍
中提出的难以达到高尖端领域设备在苛刻高温环境下的使用要求，且工艺不稳定、耗时、效率低的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于Inconel718的金属粉末，其特征在于：包括以下组分Inconel718粉、Ti粉、Mo粉以及镍包石墨。
[0006]优选的，Inconel718粉的粒径为48
‑
53μm、Ti粉的粒径为70
‑
75μm、镍包石墨中镍的质量分数为70
‑
75％，粒径为40
‑
45μm。
[0007]优选的，上述组分的重量百分含量为：Inconel718为63
‑
65％、Ti为10
‑
12％、Mo粉为9
‑
11％、镍包石墨为13
‑
18％。
[0008]一种基于Inconel718的金属粉末的制备方法，包括以下步骤；
[0009]步骤(1)、将Inconel718粉、Ti粉、Mo粉以及镍包石墨进行球磨混合均匀；
[0010]步骤(2)、将球磨后的混合粉末超声分散处理1
‑
2h，在100
‑
120℃的烘干箱内烘干2
‑
2.5h，；
[0011]步骤(3)、放入真空感应炉内熔炼，熔炼时先抽真空至2
‑
8Pa，然后返充氩气至常压后开始通电熔化金属，待金属熔体温度达到1600
‑
1700℃，将金属液输至导流装置，调整好金属流量，流率控制为8
‑
10kg/min，然后启动超声振动系统开始雾化；
[0012]步骤(4)、雾化粉末在收集器中冷却后，经150目的标准筛网在机械振动机上筛分后封装储存。
[0013]优选的，采用的球磨工艺参数为:转速200
‑
300r/min,正反转交替运行时间为0.5
‑
0.8h,选用6mm、8mm或10mm的磨球，球料比2
‑
3:1,球磨时间3
‑
4h。
[0014]优选的，雾化工艺参数为：导流管内径为4
‑
4.5mm，过热度为200
‑
230℃，雾化压力为3.5
‑
5.0MPa，雾化气体为高纯氩气，大于99.9％。
[0015]一种激光沉积层的制备方法，采用激光沉积法将权利要求1
‑
6所述的基于Inconel718的金属粉末制成激光沉积层，然后进行时效处理。
[0016]优选的，激光沉积法的参数如下，激光功率为1.4
‑
1.6kW，光斑直径为5
‑
8mm，激光功率密度1.16X10
°
W/cm
’
，扫描速率为10
‑
13mm/s，送粉速率为12
‑
16g/min，多道搭接率为40
‑
50％，激光熔化沉积时采用氩气保护。
[0017]优选的，使用真空管式炉对合金进行固溶十双级时效处理，热处理：940
‑
960℃X1h，空冷+700
‑
720℃X8h，56
‑
60℃/h炉冷到520
‑
600℃后保温8h。
[0018]本专利技术提出的一种提高Inconel 718激光沉积层高温强度的方法，有益效果在于：
[0019]本专利技术经时效处理后可明显提高激光沉积层的高温性能，高温抗拉强度，经过扩散和溶解之后，抗腐蚀性能也得到了大幅度提升，具有优异的高温摩擦磨损性能，其源自于其合理的显微组织结构与激光熔化沉积Inconel718对比样相比，具有良好的高温耐磨性及低且稳定的摩擦因数，可以达到高尖端领域设备在苛刻高温环境下的使用要求，且该工艺具有工艺稳定、效率高的优点。
附图说明
[0020]图1为本专利技术的Inconel 718的粉末形貌图；
[0021]图2为本专利技术的不同搭接率示成形图；
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]实施例1、请参阅图1
‑
2，本专利技术提供一种技术方案：一种基于Inconel718的金属粉末，包括以下组分Inconel718粉、Ti粉、Mo粉以及镍包石墨。
[0024]Inconel718粉的粒径为48μm、Ti粉的粒径为70μm、镍包石墨中镍的质量分数为70％，粒径为40μm；
[0025]上述组分的重量百分含量为：Inconel718为63％、Ti为12％、Mo粉为10％、镍包石墨为15％。
[0026]一种基于Inconel718的金属粉末的制备方法，包括以下步骤；
[0027]步骤(1)、将Inconel718粉、Ti粉、Mo粉以及镍包石墨进行球磨混合均匀；
[0028]采用的球磨工艺参数为:转速200r/min,正反转交替运行时间为0.5h,选用6mm的磨球，球料比2:1,球磨时间3h；
[0029]步骤(2)、将球磨后的混合粉末超声分散处理1h，在100℃的烘干箱内烘干2h，；
[0030]步骤(3)、放入真空感应炉内熔炼，熔炼时先抽真空至2Pa，然后返充氩气至常压后开始通电熔化金属，待金属熔体温度达到1600℃，将金属液输至导流装置，调整好金属流
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Inconel718的金属粉末，其特征在于：包括以下组分Inconel718粉、Ti粉、Mo粉以及镍包石墨。2.根据权利要求1所述的一种基于Inconel718的金属粉末，其特征在于：Inconel718粉的粒径为48
‑
53μm、Ti粉的粒径为70
‑
75μm、镍包石墨中镍的质量分数为70
‑
75％，粒径为40
‑
45μm。3.根据权利要求1所述的一种基于Inconel718的金属粉末，其特征在于：上述组分的重量百分含量为：Inconel718为63
‑
65％、Ti为10
‑
12％、Mo粉为9
‑
11％、镍包石墨为13
‑
18％。4.一种根据权利要求1
‑
3所述的基于Inconel718的金属粉末的制备方法，其特征在于：包括以下步骤；步骤(1)、将Inconel718粉、Ti粉、Mo粉以及镍包石墨进行球磨混合均匀；步骤(2)、将球磨后的混合粉末超声分散处理1
‑
2h，在100
‑
120℃的烘干箱内烘干2
‑
2.5h，；步骤(3)、放入真空感应炉内熔炼，熔炼时先抽真空至2
‑
8Pa，然后返充氩气至常压后开始通电熔化金属，待金属熔体温度达到1600
‑
1700℃，将金属液输至导流装置，调整好金属流量，流率控制为8
‑
10kg/min，然后启动超声振动系统开始雾化；步骤(4)、雾化粉末在收集器中冷却后，经150目的标准筛网在机械振动机上筛分后封装储存。5.根据权利要求1所述的一种基于Inconel718...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄亮，曹岩，梁艳峰，赵海越，何子博，赵若辰，蔡科平，谷希伟，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：发明
国别省市：