【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于梯度材料制备，具体涉及基于slm技术制备in718/316l水平梯度材料的方法。
技术介绍
1、激光选区熔化(slm)作为一种典型的金属粉末制造新兴技术，可结合精确成形与高性能成形一体化的需求对材料进行成形与制备。但其主要用于单一成分材料的成形，所成形的原料在某些特定领域具有性能单一的局限性。随着航空、航天、汽车、模具等工业领域的不断发展，某些行业对具有特定功能的零部件需求越来越大，单一材料组成的结构已经无法满足工业生产的需求，双金属结构的材料可综合多种材料特性，能够满足某些特定领域针对应用产品提出的耐腐蚀、耐高温等多功能性能要求，具有巨大研究价值。
2、in718合金在高温下具有高强度、耐腐蚀性等优异的性能，316l不锈钢具有优良的力学性能、较好的耐蚀性与非磁性，且两者具备相近的热物性，可用于成形梯度材料，在航空、航天、国防装备等领域应用广泛。传统上，316l不锈钢和in718合金通过焊接方式连接，但焊接接头由于两种合金的热膨胀系数不同而产生应变不相容性，进而容易导致热影响区的液化或凝固开裂问题，因此需要寻找一种新的连接或制备方法。然而，在应用slm技术来制备具有单一比例的材料时，固定比例掺杂无法兼顾成型工艺及成分组成对材料的影响，为了缓解这些问题，考虑引入成分梯度的策略。目前梯度材料的性能直接受梯度界面的影响，工艺参数不匹配导致界面间存在孔隙、裂纹等缺陷，进而影响性能。
3、中国专利cn113664217b，公开了一种结构功能梯度材料的制备方法。采用增材制造技术制备结构功能梯度材料“骨架
4、中国专利cn114734056a，公开了一种基于slm技术制备钨铜连续梯度材料的方法，采用slm激光3d打印技术，通过控制激光扫描路径，制备出孔隙率呈连续梯度变化的w骨架，然后将所得到w骨架熔渗cu，最终得到成分、性能呈梯度变化的w/cu梯度复合材料；同时，由于激光扫描路径具有可调性，可实现梯度变化幅度的细微可调，并且可控制空隙形状，可使钨铜更好地结合；所得到的w/cu梯度复合材料不仅具有钨的高熔点、高硬度、低热膨胀系数的优点，也具有铜的高导电率高导热率优点。但其无法保证孔隙的形貌大小与位置，同时也不具备比例筛选的作用。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于slm技术制备in718/316l水平梯度材料的方法，通过工艺参数设计和优化，实现了材料成分在水平方向上的梯度分布，得到一种高致密度、低粗糙度、在成分组成上呈现水平梯度变化的in718/316l双金属水平梯度过渡材料，突破了传统单一材料在特定领域内对多功能性材料使用要求的限制，极大地拓展了in718/316l水平梯度材料的应用范围和工程实用性。
2、本专利技术所采取的技术方案如下：
3、所述的基于slm技术制备in718/316l水平梯度材料的方法，包括以下步骤：
4、(1)利用绘图软件构建长方体状的三维立体模型，并通过快速制造切片软件对该模型进行切片处理，将切片得到的二维平面模型以slm格式保存，并传输至激光选区熔化设备的计算机控制系统，以提供激光扫描时的预设路径；
5、(2)设置激光选区熔化设备的工艺参数，包括激光功率、扫描速度、层厚、角度增量和扫描间距；
6、(3)将烘干后的in718和316l合金粉末分别放置于激光选区熔化设备的不同料仓中，根据质量比控制in718和316l的下粉量，下粉至混合仓，混合均匀后进行铺粉，通过刮刀反复移动，将混合粉末铺到成型平台表面的不锈钢基板上，形成混合粉末层，其中通过精确控制两个料仓的下粉速率以调整混合粉末层中in718和316l的粉末比例；混合粉末层中in718和316l的含量从左至右呈梯度均匀分布，in718的含量由100wt.％递降至0wt.％，316l的含量由0wt.％递增至100wt.％；
7、(4)向成形舱内充入保护气体，待成形舱内的氧含量降低至50ppm以下时，启动激光扫描系统，对混合粉末层进行激光扫描打印，对其中第一层试样熔化凝固三次，目的是保证试样与基板完全结合；
8、(5)成型平台下降一层混合粉末的高度，按照每层旋转65～70°的扫描策略逐层打印，直至完成试样要求高度(167层扫描高度(每层0.03mm))，即得in718/316l水平梯度材料。
9、所述的in718的粒径为15～57μm，平均粒径为36μm。
10、所述的in718由气雾化法制备得到，主要物相为fe-ni合金，主要由面心立方的γ相组成，使得固溶度较高，可溶解cr、mo、al等合金元素，从而增强基体强度；in718粉末的主要元素组成为：42.141wt.％的ni，19.263wt.％的cr，17.762wt.％的fe，9.002wt.％的mo，3.565wt.％的al，3.481wt.％的ti，2.809wt.％的c和1.977wt.％的co。
11、所述的316l的粒径为12～56μm，平均粒径为34μm。
12、所述的316l由气雾化法制备得到，主要物相为fe0.64ni0.36，主要元素组成为：54.867wt.％的fe，16.315wt.％的cr，12.346wt.％的ni，5.882wt.％的mo，3.107wt.％的co，2.787wt.％的al，2.356wt.％的mn和2.340wt.％的c。
13、所述的步骤(1)中，长方体状的三维立体模型的规格为160mm×10mm×5mm。
14、所述的步骤(2)中，激光功率为320～360w，扫描速度为900～1000m/s，扫描间距为80～100μm，层厚为25～35μm，角度增量为65～70°。
15、所述的步骤(3)中，混合粉末层中in718和316l的粉末总质量比为1:1。
16、所述的步骤(4)中，保护气体为氩气。
17、所述的步骤(5)中，in718/316l水平梯度材料中ni含量的变化范围为10～55wt.％。
18、与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
19、(1)本专利技术所述的基于slm技术制备in718/316l水平梯度材料的方法，通过引入成分梯度的策略，不仅实现了材料的水平梯度变化，形成了理想的梯度分布，成分的不连续性被平滑化；还有助于筛选出低裂纹、少孔隙的新型合金材料；更重要的是，它改善了材料之间的不相容性，消除了界面影响，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于SLM技术制备IN718/316L水平梯度材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于SLM技术制备IN718/316L水平梯度材料的方法，其特征在于，所述的IN718的粒径为15～57μm。
3.根据权利要求1所述的基于SLM技术制备IN718/316L水平梯度材料的方法，其特征在于，所述的316L的粒径为12～56μm。
4.根据权利要求1所述的基于SLM技术制备IN718/316L水平梯度材料的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，长方体状的三维立体模型的规格为160mm×10mm×5mm。
5.根据权利要求1所述的基于SLM技术制备IN718/316L水平梯度材料的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中，混合粉末层中IN718和316L的粉末总质量比为1:1。
6.根据权利要求1所述的基于SLM技术制备IN718/316L水平梯度材料的方法，其特征在于，所述的步骤(4)中，保护气体为氩气。
7.根据权利要求1所述的基于SLM技术制备IN718/316L水平梯度材料的方
...【技术特征摘要】
1.一种基于slm技术制备in718/316l水平梯度材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于slm技术制备in718/316l水平梯度材料的方法，其特征在于，所述的in718的粒径为15～57μm。
3.根据权利要求1所述的基于slm技术制备in718/316l水平梯度材料的方法，其特征在于，所述的316l的粒径为12～56μm。
4.根据权利要求1所述的基于slm技术制备in718/316l水平梯度材料的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，长方体状的三维立体模型的规格...
【专利技术属性】
技术研发人员：王治超，张丽娟，董志超，孙梦妤，
申请(专利权)人：山东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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