CN113106551A - 一种3d打印镍基单晶高温合金的方法及装置 - Google Patents

一种3d打印镍基单晶高温合金的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种3D打印镍基单晶高温合金的方法及装置，属于金属增材制造技术领域。本发明在横向磁场中调控镍基单晶高温合金的激光快速成型过程，可以抑制熔体中的对流对热量和质量传输过程的干扰，降低传热、冷却速率，界面前沿的枝晶区域有足够的时间进行熔体填充，从而减小残余应力；抑制对流还可使基体γ相中固溶更多的偏析元素，枝晶间的杂质元素含量降低，抑制枝晶间Laves相的析出，并促进枝晶间Laves相溶解，同时3D打印减小了熔池内温度梯度，减少了热应力和裂纹的产生，进而使镍基单晶高温合金获得优异的综合性能；采用3D打印技术制备过程中材料的利用率高，生产周期短，并且镍基单晶高温合金中的凝固组织十分细小。

Description

一种3D打印镍基单晶高温合金的方法及装置
技术领域
本发明涉及金属增材制造技术领域，尤其涉及一种3D打印镍基单晶高温合金的方法及装置。
背景技术
在现代燃气涡轮发动机中，50％质量分数以上的材料采用的是高温合金，其中镍基单晶合金的用量更是约占40％。镍基单晶合金在中、高温度下具有优异综合性能，主要用于航空航天领域950℃～1050℃下工作的结构部件，如航空发动机的工作叶片、涡轮盘、燃烧室等，但镍基单晶高温合金在高温、高压和腐蚀性气体的环境下容易形成表面裂纹，需要对裂纹进行修复。
激光熔覆技术是目前镍基单晶合金的主要制备方法和修复方法，在损伤部位切除后的表面进行激光增材制造，具有超快速加热和超快速冷却、对基体的热输入量少、热影响区小、增材制造层组织细小等优点。激光增材制造技术对激光能量的有效利用率高，覆层抗开裂能力强，生产效率高，使用激光增材制造技术制备镍基单晶高温合金构件，当高能激光束作用于单晶基底产生了高温度梯度，单晶基底相当于一个形核位点，在近快速凝固条件下可能会产生与基底晶粒取向一致的凝固组织。
由于晶体生长过程需要稳定的传热和传质环境，而熔体中的对流对热量和质量传输过程的干扰会极大地影响生长晶体的质量，熔池中存在的对流将使熔体中晶体的生长产生宏观生长条纹，从而影响物理性质，同时由于激光加工凝固速度快的特点，使得液态金属填充枝晶间不充分，枝晶间距大，导致残余应力严重，从而会导致零件的开裂，修复效果差。因此，需要提供一种能够抑制熔体中的对流对热量和质量传输过程的干扰，从而获得致密性好、性能优异的镍基单晶高温合金的制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种3D打印镍基单晶高温合金的方法及装置，本发明提供的方法制备的镍基单晶高温合金的枝晶间距比常规定向凝固制备的镍基单晶高温合金小一个数量级。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种3D打印镍基单晶高温合金的方法，包括：按照镍基单晶高温合金成型件的三维立体数据对镍基单晶高温合金粉末进行3D打印，得到镍基单晶高温合金；所述3D打印在横向磁场中进行。
优选地，所述横向磁场为静磁场。
优选地，所述横向磁场的强度为0.2～2T。
优选地，所述3D打印的参数为：激光器扫描速度为3～8mm/s，激光功率为800～1200W，送粉速率为3～10g/min。
优选地，所述镍基单晶高温合金粉末的粒径分布范围为53μm～150μm，平均粒径为75μm～90μm，球形度≥90％，氧含量≤300PPM。
优选地，所述3D打印在保护气氛下进行，所述保护气氛中H2O≤100ppm，O2≤100ppm。
本发明提供了一种3D打印镍基单晶高温合金的装置，所述装置的激光熔覆头上设有磁体装置。
优选地，所述磁体装置包括两个磁体，所述磁体为永磁体或电磁铁；所述两个磁体相对设置于激光熔覆头的喷嘴两侧。
优选地，所述的装置包括基板高度调节装置、工作台、感应加热装置、铜板、基板、磁体装置、激光发生装置、工作腔室、激光熔覆头和控温模块；
所述工作台、感应加热装置、铜板、基板、磁体装置、激光发生装置和激光熔覆头设置在工作腔室内；
所述感应加热装置设置在工作台内的底部；
所述感应加热装置的上方依次设置有铜板和基板；
所述激光熔覆头上设有激光发生装置和磁体装置；
所述控温模块与基板相连；
所述基板高度调节装置位于工作台的下方，所述基板高度调节装置的上部在工作腔室内与工作台相接触，所述基板高度调节装置的下部在工作腔室外。
优选地，所述装置还包括送粉模块，所述送粉模块通过管道与激光熔覆头相连，所述控温模块还包括测温模块和加热模块。
本发明提供了一种3D打印镍基单晶高温合金的方法，包括：按照镍基单晶高温合金成型件的三维立体数据对镍基单晶高温合金粉末进行3D打印，得到镍基单晶高温合金；所述3D打印在横向磁场中进行。本发明在横向磁场中调控镍基单晶高温合金的激光快速成型过程，可以抑制熔体中的对流对热量和质量传输过程的干扰，降低传热、冷却速率，界面前沿的枝晶区域有足够的时间进行熔体填充，从而减小残余应力；抑制对流还可使基体γ相中固溶更多的偏析元素，枝晶间的杂质元素含量降低，抑制枝晶间Laves相的析出，并促进枝晶间Laves相溶解，同时3D打印减小了熔池内温度梯度，减少了热应力和裂纹的产生，进而使镍基单晶高温合金获得优异的综合性能；采用3D打印技术制备过程中材料的利用率高，生产周期短，并且镍基单晶高温合金中的凝固组织十分细小。实施例的结果显示，本发明提供的方法制备的镍基单晶高温合金的枝晶间距比常规定向凝固制备的镍基单晶高温合金小一个数量级。
附图说明
图1为本发明提供的3D打印装置的示意图；
图中，1为基板高度调节装置，2为工作台，3为感应加热装置，4为铜板，5为基板，6为磁体装置，7为激光发生装置，8为工作腔室，9为激光熔覆头；
图2为本发明实施例1中使用的镍基单晶高温合金粉末的电镜图；
图3为实施例1制备的镍基单晶高温合金成型件的显微组织图；
图4为对比例1制备的镍基单晶高温合金成型件的显微组织图。
具体实施方式
本发明提供了一种3D打印镍基单晶高温合金的方法，包括：按照镍基单晶高温合金成型件的三维立体数据对镍基单晶高温合金粉末进行3D打印，得到镍基单晶高温合金；所述3D打印在横向磁场中进行。
本发明对所述镍基单晶高温合金的种类没有特殊的限定，本领域技术人员熟知的镍基单晶高温合金均可。
本发明优选使用三维建模软件绘制镍基单晶高温合金成型件的.stl文件，并使用剖分软件对镍基单晶高温合金成型件的三维立体数据进行二维切分，将三维立体数据转化为二维图形数据后载入到3D打印装置中。
在本发明中，所述镍基单晶高温合金粉末的形状优选为球形或近球形，更优选为球形；所述球形度优选为≥90％，更优选为≥95％。在本发明中，所述镍基单晶高温合金粉末的粒径分布范围优选为53～150μm，更优选为60～120μm，最优选为80～100μm；所述镍基单晶高温合金粉末的平均粒径优选为75～90μm，更优选为80～85μm；所述镍基单晶高温合金粉末的氧含量优选为≤300ppm，更优选为≤250ppm。本发明将镍基单晶高温合金粉末的形状和粒径限定在上述范围内，可以进一步使镍基单晶高温合金的结构致密，降低镍基单晶高温合金的枝晶间距。
本发明优选在3D打印前对所述镍基单晶高温合金粉末进行烘干。在本发明中，所述烘干的温度优选为150～200℃，更优选为180℃；所述烘干的时间优选为5～10h，更优选为8h。本发明对所述镍基单晶高温合金粉末的具体来源没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的市售产品即可。
在本发明中，所述镍基单晶高温合金粉末优选打印在基板上。在本发明中，所述基板优选为镍基单晶高温合金基板；所述镍基单晶高温合金基板的成分优选与镍基单晶高温合金粉末的成分相同。本发明对所述基板的厚度没有特殊的限定，根据本领域技术常识确定即可。本发明将基板的种类限定在上述范围内，可以避免在3D打印过程中掺入杂质元素。
本发明优选在3D打印前对基板进行预处理。在本发明中，所述预处理的工艺包括：对基板依次进行固溶均质化处理、打磨、清洗和干燥。本发明对所述固溶均质化处理的具体操作没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的固溶均质化处理工艺即可。在本发明中，所述打磨的方法优选为使用不同型号砂纸对基板表面进行打磨，直至基板表面粗糙度为Ra＝2.5μm～5.0μm。在本发明中，所述清洗的方式优选为使用丙酮或酒精清洗。本发明对所述干燥的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的干燥方式即可。本发明通过预处理的方式可以去除基板表面的氧化物和油污，同时降低基板表面的粗糙度。
在本发明中，所述基板的温度优选为20～200℃，更优选为50～100℃。本发明通过对基板进行加热，可以使基板与熔池形成温度差，为镍基单晶高温合金外延生长提供温度梯度，进一步减小元素偏析、减少Laves相、获得更多外延良好的枝晶，从而获得优异的力学性能。
在本发明中，所述3D打印在横向磁场中进行。在本发明中，所述横向磁场优选为静磁场，所述静磁场优选为恒稳磁场；所述横向磁场的强度优选为0.2～2T，更优选为0.5～1.5T，最优选为0.8～1.2T。在本发明中，产生所述静磁场的装置优选为磁体装置，所述磁体装置优选包括两个磁体，所述磁体优选为永磁体或电磁铁。本发明在横向磁场中调控镍基单晶高温合金的激光快速成型过程，可以抑制熔体中的对流对热量和质量传输过程的干扰，降低传热、冷却速率，界面前沿的枝晶区域有足够的时间进行熔体填充，从而减小残余应力；抑制对流还可使基体γ相中固溶更多的偏析元素，枝晶间的杂质元素含量降低，抑制枝晶间Laves相的析出，并促进枝晶间Laves相溶解。
在本发明中，所述3D打印的激光扫描速度优选为3～8mm/s，更优选为4～7mm/s，最优选为5～6mm/s；所述激光功率优选为800～1200W，更优选为900～1100W，最优选为1000W；所述送粉速率优选为3～10g/min，更优选为4～8g/min，最优选为6～7g/min；所述送粉载气量为优选5～10L/min，更优选为6～8L/min。本发明将3D打印的参数限定在上述范围内，可以进一步提高镍基单晶高温合金的力学性能。
在本发明中，所述3D打印优选在保护气氛下进行，所述保护气氛优选为氩气或氦气，更优选为氩气。在本发明中，所述保护气氛中O2优选≤100ppm，更优选为≤50ppm，所述保护气氛中H2O优选≤100ppm，更优选为≤50ppm。在本发明中，所述保护气氛的流速优选为10L/min～15L/min，更优选为12L/min。本发明在保护气氛下进行3D打印，可以防止打印过程中镍基单晶高温粉末发生氧化。
3D打印完成后，本发明优选去除3D打印的产物表面0.05mm～0.40mm的厚度范围，得到镍基单晶高温合金。本发明对所述去除的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的工艺即可。本发明将上层的部分去除，是由于打印结束后，表面由于温度变化速率较快，会产生一部分杂晶，去除后，可以得到晶格结构符合要求的镍基单晶高温合金。
本发明提供的方法制备的镍基单晶高温合金的枝晶间距比常规定向凝固制备的镍基单晶高温合金小一个数量级，且采用3D打印技术制备过程中材料的利用率高，生产周期短，并且镍基单晶高温合金中的凝固组织十分细小。
本发明还提供了一种3D打印镍基单晶高温合金的装置，所述装置的激光熔覆头上设有磁体装置。
在本发明的一个实施例中，所述磁体装置包括两个磁体，所述磁体为永磁体或电磁铁。在本发明的一个实施例中，所述两个磁体相对设置于激光熔覆头的喷嘴两侧。在本发明中，所述两个磁体的水平高度一致。本发明优选通过调整磁体与激光熔覆头的位置关系来调节磁场的强度。本发明将磁体装置设置于激光熔覆头的喷嘴两侧，可以保证在打印过程中镍基单晶高温合金粉末处于磁场的中心位置，受到的磁场作用相同，进一步改善镍基单晶高温合金内部的组织形态，减少残余应力，提高镍基单晶高温合金的力学性能。
如图1所示，在本发明的一个实施例中，所述3D打印镍基单晶高温合金的装置，包括基板高度调节装置1、工作台2、感应加热装置3、铜板4、基板5、磁体装置6、激光发生装置7、工作腔室8、激光熔覆头9和控温模块；
所述工作台2、感应加热装置3、铜板4、基板5、磁体装置6、激光发生装置7和激光熔覆头9设置在工作腔室8内；
所述感应加热装置3设置在工作台2内的底部；
所述感应加热装置3的上方依次设置有铜板4和基板5；
所述激光熔覆头9上设有激光发生装置7和磁体装置6；
所述控温模块与基板相连；
所述基板高度调节装置1位于工作台2的下方，所述基板高度调节装置1的上部在工作腔室8内与工作台2相接触，所述基板高度调节装置1的下部在工作腔室8外。
在本发明中，所述感应加热装置3对基板5的加热方式优选为启动感应加热装置3，对铜板4进行加热，然后利用铜板4的热传导对基板5进行加热。本发明通过上述加热方式可以避免由于温度变化幅度太大造成的晶格畸变。
在本发明的一个实施例中，所述磁体装置6包括两个磁体，所述磁体为永磁体或电磁铁。在本发明的一个实施例中，所述两个磁体相对设置于激光熔覆头的喷嘴两侧。在本发明中，所述两个磁体的水平高度一致。
在本发明的一个实施例中，所述激光发生装置7优选为CO2气体激光器、YAG固体激光器、光纤激光器或半导体激光器，更优选为光纤激光器或半导体激光器。
在本发明的一个实施例中，所述装置还包括送粉模块，所述送粉模块通过管道与激光熔覆头相连。
在本发明的一个实施例中，所述送粉模块和控温模块设置在工作腔室8的外部。
在本发明中，所述送粉模块的送粉方式优选为同轴送粉或侧向送粉；所述送粉时的载流气优选为保护气体，更优选为氩气或氦气，最优选为氩气。
在本发明中，所述控温模块的控温模式优选为在熔覆过程中，随基板高度上升，第一层加热温度为90℃～120℃，第四层加热温度为55℃～75℃，第六层加热温度为30℃～55℃，保证熔池内温度梯度维持在2*10^7K/m～5*10^10K/m。
在本发明的一个实施例中，所述控温模块还包括测温模块和加热模块。在本发明中，所述测温模块的测温方式优选为热电偶测温或红外测温，所述测温模块的温度测量点优选设置在基板和成型区域边界。在本发明中，所述加热模块的构成优选为商用热电阻或感应线圈和导热铜板，所述加热模块的加热温度优选为20℃～200℃。本发明利用测温模块实时监测基板和成型区域温度，通过测量基板的温度，来对感应加热装置进行调整，以保证基板的温度符合要求，根据监测的成型区域边界温度实时计算出熔池内部的温度梯度区间，并通过加热模块对成型区域施加合适的热流条件，实现对基板、熔池及成型区域温度梯度区间的控制，保证熔池内温度梯度范围处于合理范围内，以减少热应力和裂纹的产生，进而使镍基单晶高温合金获得优异的综合性能。
在本发明中，所述工作台2、感应加热装置3、铜板4、基板5、磁体装置6、激光发生装置7和激光熔覆头9设置在工作腔室8内，可以保证在3D打印过程中一直处于保护气氛的环境中；所述基板高度调节装置1位于工作台2的下方，所述基板高度调节装置1的上部在工作腔室8内与工作台2相接触，所述基板高度调节装置1的下部在工作腔室8外，所述感应加热装置3设置在工作台2内的底部，所述感应加热装置3的上方依次设置有铜板4和基板5，通过调节基板高度调节装置1，可以调整工作台的高度，进而调整基板的高度，保证3D打印的正常进行，打印出三维结构的镍基单晶高温合金；所述激光熔覆头9上设有激光发生装置7和磁体装置6，通过激光发生装置7在基板5上形成熔池，同时熔池处于磁体装置6所形成的磁场的中心；所述送粉模块通过管道与激光熔覆头相连，可以将镍基单晶高温合金粉末送至激光熔覆头9中，然后在基板上进行打印；所述控温温模块与基板相连，可以通过测量基板的温度，来对感应加热装置3进行调整，以保证基板的温度符合要求，且同时所述控温模块实时监测基板和成型区域边界温度，根据监测得的成型区域边界温度实时计算熔池内部的温度梯度区间，通过加热模块对成型区域施加合适的加热条件，实现对基板、熔池及成型区域温度梯度区间的控制，保证熔池内温度梯度范围处于合理范围内。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
基板的准备：选用DD5镍基单晶高温合金作为基板材料，将其切割成25mm×5mm×20mm的板材，依次用200目、500目和1000目的砂纸对该板材打磨至表面粗糙度为Ra＝4.0μm，然后使用乙醇清洗，自然干燥后获得表面平整干净的基板，最后将基板安装到3D打印装置中。
镍基单晶高温合金粉末的准备：使用成分与DD5镍基单晶高温合金相同的合金粉末，合金粉末的球形度为≥90％，氧含量为300ppm，该合金粉末的粒度分布范围为53～150μm，平均粒径为75～90μm；将该合金粉末放入真空烘箱中，在180℃下烘烤8h，得到干燥的镍基单晶高温合金粉末。本实施例使用的镍基单晶高温合金粉末的电镜图如图2所示。从图2可以看出，本发明使用的镍基单晶高温合金粉末的球形度良好，且粒径分布均匀。
3D打印装置中所选用的激光器为德国Laserline公司2000W光纤耦合半导体激光器。
3D打印镍基单晶高温合金的方法如下：
(1)将预合金粉末放入送粉模块中，并调整送粉速率为3g/min；
(2)使用Solidworks软件绘制γ-TiAl合金成型件的.stl文件，并使用剖分软件对镍基单晶高温合金成型件的三维立体数据进行二维切分，将三维立体数据转化为二维图形数据后载入到3D打印装置的中；
(3)启动感应加热装置，将基板加热至100℃；
(4)调整激光熔覆头与基板的相对位置，使激光束聚焦在基板表面上；
(5)将两块永磁体按照N极与S极相对的放置方式，悬挂在激光熔覆头上，调整其高度使熔池位于最大磁场强度处，磁场强度为0.5T；
(6)关闭工作腔室，向工作腔室内通入氩气，控制氩气流速为12L/min，将氧含量降至50ppm以下，水含量降低至100ppm以下，准备开始激光熔覆过程；
(7)设置3D打印的参数为：激光扫描速度3mm/s，激光功率800W，送粉气流量为6L/min，激光熔覆头抬升量为1mm；
(8)打开激光器，激光束熔化基板形成一定大小的熔池，同时使用同轴送粉的方法将镍基单晶高温合金粉末输送到熔池中，其中有一部分镍基单晶高温合金粉末会在聚焦激光束的上方熔化形成金属液滴落入熔池中，这并不影响成型过程，激光熔覆头按照设定的扫描路径行走，形成第一层熔覆层；
(9)激光熔覆头抬升1mm后立即开始第二层熔覆过程，过程的参数与第一层一致；
(10)重复所述步骤(8)和步骤(9)，3D打印完成后，去除3D打印的产物表面0.40mm的厚度，得到镍基单晶高温合金成型件。
其中，随熔覆过程的进行，控温模块监测基板和成型区域边界温度，基板加热温度调整为100℃，控温模式为第一层加热温度为90℃，第四层加热温度为60℃，第六层加热温度为30℃，始终保证熔池内温度梯度维持在2*10^7K/m～5*10^10K/m。
本发明实施例1制备的镍基单晶高温合金成型件的显微组织图如图3所示。
实施例2
基板和镍基单晶高温合金粉末的准备与实施例1相同；
3D打印装置中所选用的激光器为德国Laserline公司2000W光纤耦合半导体激光器；
3D打印镍基单晶高温合金的方法如下：
(1)将预合金粉末放入送粉模块中，并调整送粉速率为4g/min；
(2)使用Solidworks软件绘制γ-TiAl合金成型件的.stl文件，并使用剖分软件对镍基单晶高温合金成型件的三维立体数据进行二维切分，将三维立体数据转化为二维图形数据后载入到3D打印装置的中；
(3)启动感应加热装置，将基板加热至90℃；
(4)调整激光熔覆头与基板的相对位置，使激光束聚焦在基板表面上；
(5)将两块永磁体按照N极与S极相对的放置方式，悬挂在激光熔覆头上，调整其高度使熔池位于最大磁场强度处，磁场强度为0.3T；
(6)关闭工作腔室，向工作腔室内通入氩气，控制氩气流速为10L/min，将氧含量降至50ppm以下，水含量降低至100ppm以下，准备开始激光熔覆过程；
(7)设置3D打印的参数为：激光扫描速度4mm/s，激光功率1000W，送粉气流量为6L/min，激光熔覆头抬升量为1mm；
(8)打开激光器，激光束熔化基板形成一定大小的熔池，同时使用同轴送粉的方法将镍基单晶高温合金粉末输送到熔池中，其中有一部分镍基单晶高温合金粉末会在聚焦激光束的上方熔化形成金属液滴落入熔池中，这并不影响成型过程，激光熔覆头按照设定的扫描路径行走，形成第一层熔覆层；
(9)激光熔覆头抬升1mm后立即开始第二层熔覆过程，过程的参数与第一层一致；
(10)重复所述步骤(8)和步骤(9)，3D打印完成后，去除3D打印的产物表面0.40mm的厚度，得到镍基单晶高温合金成型件。
其中，随熔覆过程的进行，控温模块监测温度，基板加热温度调整为60℃，控温模式为第一层加热温度为90℃，第四层加热温度为65℃，第六层加热温度为35℃，始终保证熔池内温度梯度维持在2*10^7K/m～5*10^10K/m。
实施例3
如图1所示，本实施例提供的3D打印镍基单晶高温合金的装置，包括基板高度调节装置1、工作台2、感应加热装置3、铜板4、基板5、磁体装置6、激光发生装置7、工作腔室8、激光熔覆头9和控温模块；
所述工作台2、感应加热装置3、铜板4、基板5、磁体装置6、激光发生装置7和激光熔覆头9设置在工作腔室8内；
所述感应加热装置3设置在工作台2内的底部；
所述感应加热装置3的上方依次设置有铜板4和基板5；
所述激光熔覆头9上设有激光发生装置7和磁体装置6；
所述控温模块与基板相连；
所述基板高度调节装置1位于工作台2的下方，所述基板高度调节装置1的上部在工作腔室8内与工作台2相接触，所述基板高度调节装置1的下部在工作腔室8外。
对比例1
将实施例1中的步骤(5)去除，其他条件与实施例1相同，得到的镍基单晶高温合金成型件的显微组织图如图4所示。
图3为实施例1制备的镍基单晶高温合金成型件的显微组织图；图4为对比例1制备的镍基单晶高温合金成型件的显微组织图。通过图3和图4的对比可以看出，本发明提供的方法制备的镍基单晶高温合金的枝晶间距比常规定向凝固制备的镍基单晶高温合金小一个数量级，说明本发明在3D打印镍基单晶高温合金的过程中通过添加横向磁场的方式，降低了枝晶间距。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D打印镍基单晶高温合金的方法，包括：按照镍基单晶高温合金成型件的三维立体数据对镍基单晶高温合金粉末进行3D打印，得到镍基单晶高温合金；所述3D打印在横向磁场中进行。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述横向磁场为静磁场。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述横向磁场的强度为0.2～2T。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述3D打印的参数为：激光器扫描速度为3～8mm/s，激光功率为800～1200W，送粉速率为3～10g/min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述镍基单晶高温合金粉末的粒径分布范围为53μm～150μm，平均粒径为75μm～90μm，球形度≥90％，氧含量≤300PPM。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述3D打印在保护气氛下进行，所述保护气氛中H2O≤100ppm，O2≤100ppm。
7.一种3D打印镍基单晶高温合金的装置，所述装置的激光熔覆头上设有磁体装置。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述磁体装置包括两个磁体，所述磁体为永磁体或电磁铁；所述两个磁体相对设置于激光熔覆头的喷嘴两侧。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，包括基板高度调节装置、工作台、感应加热装置、铜板、基板、磁体装置、激光发生装置、工作腔室、激光熔覆头和控温模块；
所述工作台、感应加热装置、铜板、基板、磁体装置、激光发生装置和激光熔覆头设置在工作腔室内；
所述感应加热装置设置在工作台内的底部；
所述感应加热装置的上方依次设置有铜板和基板；
所述激光熔覆头上设有激光发生装置和磁体装置；
所述控温模块与基板相连；
所述基板高度调节装置位于工作台的下方，所述基板高度调节装置的上部在工作腔室内与工作台相接触，所述基板高度调节装置的下部在工作腔室外。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括送粉模块，所述送粉模块通过管道与激光熔覆头相连，所述控温模块还包括测温模块和加热模块。
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