CN114737083A - 一种用于激光增材制造的gh3536原料粉末及其制备方法及其合金的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末及其制备方法及其合金的制备方法，它属于增材制造高温合金技术领域。本发明要解决的技术问题为优化合金制造工艺。本发明原料粉末按照质量分数组成：C为0.05‑0.10％、Cr为20.0‑21.5％、W为0.40‑1.2％、Mo为9‑10.5％、Fe为17.52‑19.30％、Co为1.38‑2.89％、Ti为0.1‑0.2％、Al为0.02‑0.08％、Si为0.02‑0.16％、N为0.0025‑0.007％、Mn为0.005‑0.013％其余为Ni等。本发明通过优化合金成分以减少打印试样内部缺陷，通过适当的后热处理使合金获得优良的强塑性匹配。

Description

一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末及其制备方法及其 合金的制备方法
技术领域
本发明属于增材制造高温合金技术领域；具体涉及一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末及其制备方法及其合金的制备方法。
背景技术
随着航空航天工业对节能减排、轻量化、可靠性和舒适性的要求越来越高，飞行器的制造需要越来越多的高性能材料和新设计理念。增材制造技术的发展为航天发动机动力系统的迭代提供了新的突破途径。通过结构拓扑优化设计及一体化成形制造，增材制造技术可实现复杂形状的零件的快速精密制造，零部件的设计不受限于加工方法，同时大大减少了加工工序，缩短了加工周期，避免产品在精密装配过程中的损伤。增材制造技术相比于传统制造技术具有诸多有点，甚至更具有实现高性能材料快速制造的潜力。
航空发动机为飞行器的核心部件。为提高航空发动机的推重比，发动机的热端部件通常采用使用温度高、可承受应力大、耐腐蚀性强的高价值材料，GH3536合金是一种典型的固溶强化型镍基高温合金，具有良好的抗疲劳、抗氧化、耐腐蚀性能，以及良好的加工性能、焊接性能和长期组织稳定性，被广泛的应用在航空航天领域、电力、核能源、汽车等领域中。
在激光选区熔化中，粉末间隙、熔池不稳定、表面粗糙度大、热应力大等原因会造成孔隙及裂纹等缺陷的产生，这些缺陷的尺寸小于100微米，并且在增材制造零部件中呈现随机的分布形式。同时，在试样中热流密度和温度梯度最大的方向往往与制造方向相同，因此会导致组织中形成特定方向的织构导致性能的各向异性。此外，针对增材制造的生产方式，目前仍沿用传统铸、锻材料的热处理制度，由于原材料成分、制备过程具有显著的差异，现有的标准对于增材制造产品的适用性难以得到保证。
经检索，中国专利CN113528992A公布了一种优化增材制造GH3536镍基高温合金力学性能的热处理方法，包括以下步骤：采用增材制造技术制备GH3536镍基高温合金，随后将高温合金进行固溶热处理，温度在1020-1080℃，保温后试样在空气中进行冷却。通过本发明实现了弥散碳化物在GH3536晶粒内的均匀分布，使增材制造GH3536镍基高温合金的强度和塑性实现了良好匹配。然而，该热处理方法无法愈合增材制造试样内部典型的微小缺陷。中国专利CN113042755A公布了一种增材制造用GH3536高温合金的热处理方法，包括将GH3536高温合金在保护气氛下进行热等静压，随后采用一级冷却处理；将冷却后的试样在真空下进行固溶，分别为900-1050℃的一次保温处理及1150-1230℃的二次保温处理，随后进行二级冷却处理及三级冷却处理。通过调整热处理工艺条件提高了增材制造GH3536高温合金的使用性能。中国专利CN111390180A公布了一种提高由激光选区熔化技术制造的GH3536合金的持久性能的方法，包括在750-900℃下保温2-6h进行退火处理，对冷却的试样进行热等静压处理，随后在真空下条件下加热至1100-1150℃保10-30min，再升温至1150-1190℃保温0.5-3h，随后充氩气快速冷却。上述方法热处理步骤复杂，需要的加工时间长，不利于工业生产。
发明内容
本发明目的是提供了一种从粉末的源头上进行优化实现合金缺陷的减少的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末及其制备方法及其合金的制备方法。
本发明通过以下技术方案实现：
一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的成分按照质量分数组成为：
C为0.05-0.10wt％、Cr为20.0-21.5wt％、W为0.40-1.2wt％、Mo为9-10.5wt％、Fe为17.52-19.30wt％、Co为1.38-2.89wt％、Ti为0.1-0.2wt％、Al为0.02-0.08wt％、Si为0.02-0.16wt％、N为0.0025-0.007wt％、Mn为0.005-0.013wt％、Cu为0.008-0.012wt％、B为0.02-0.05wt％、其余为Ni及不可避免的杂质成分。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的成分按照质量分数组成为：
C为0.06-0.0845wt％、Cr为20.89-21.325wt％、W为0.53-0.725wt％、Mo为9.54-10.235wt％、Fe为18.15-18.95wt％、Co为1.4-2.125wt％、Ti为0.124-0.1685wt％、Al为0.025-0.0485wt％、Si为0.057-0.0955wt％、N为0.003-0.0055wt％、Mn为0.008-0.0115wt％、Cu为0.0095-0.015wt％、B为0.02-0.055wt％、其余为Ni及不可避免的杂质成分。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，其中，C及B元素可以起到稳定高温合金组织的作用，二者通常以碳化物及硼化物的形式强化基体，C含量过高时会导致微裂纹的出现，而硼化物比碳化物具有更优的稳定性，因此，适当提高B元素含量并降低C元素含量。Cr元素主要作用是改善高温合金的抗氧化性，起到固溶强化的作用。而Cr的高温强化效果不强，因此，对Cr元素含量适当降低。而W及Mo的原子半径远大于Ni的原子半径，具有很强的固溶强化作用，提高再结晶温度，改善热强性，因此，适当提升二者含量。然而，二者含量过高易发生腐蚀，因此需严格限制。适当降低Al元素含量并提升Ti元素含量可以在改善打印稳定性的同时，提高合金的耐腐蚀性并限制NiAl等有害相的形成。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末为球形，粉末的粒径为16-58μm，平均粒径尺寸为30μm。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的制造方法，原料通过旋转电极法进行制备所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，制备工艺为雾化室内通入99.9％的高纯氩气进行保护，压力为0.01-0.1MPa，电极转速为30000-50000r/min，所述原料为成分合格的旋转自耗合金电极。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的制造方法，原料通过气雾化法制备所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，气雾化压力3.5-7.5MPa，加热功率25-35KW，气液流量比为0.5-0.7。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的制造方法，所用原料为成分合格的金属液体。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，包括如下步骤：
步骤1、打印基材前处理，待用；
步骤2、采用激光选区熔化进行打印：打印过程采用氩气作为保护气体，控制铺粉厚度为40-42μm，扫描速度为750-1250mm/s，激光功率范围为200～350W，搭接率的范围为80～100μm；
步骤3、热等静压处理；
步骤4、固溶热处理。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤1的打印基材为316L不锈钢。打印前对打印基材表面进行除锈、除油处理，并采用机加工进行磨光，然后用酒精清洗。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤2激光选区熔化打印前打印基材的预热温度为100-130℃，激光束按照截面轮廓进行逐行扫描，相邻层间扫描方向旋转67.7°，逐层扫描至打印出完整试样，打印结束后，静置至工作腔内温度降至30℃，随后取出试样并进行残余粉末的清理。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤3中的热等静压处理采用氩气气氛，温度1150-1200℃，升温速率为5-15℃/min，压力130-180MPa，在此温度下保温2-4h，随炉冷却至200℃后空冷，冷却速度为4-8℃/min；热等静压处理后进行步骤4的固溶热处理，将热处理炉抽至10-3Pa，温度加热至1150-1200℃下保温1-3h，加热速度为5-15℃/min，采用气淬冷却或炉冷冷却至150℃取出，完成热处理。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，打印前基材采用机加工进行磨光，使整个基材表面平整并且具有金属光泽。使用前用酒精对基材进行清洗，确保SLM成形表面清洁无垢。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，打印前采用三维设计软件Materialise Magics建立试样的三维模型，并对模型进行切片分层。
本发明所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，通过对GH3536粉末成分的进一步优化及制备工艺的优化，有效提升了增材制造过程中的打印稳定性，减小内部空隙、裂纹及未熔合缺陷的存在，提升试样的塑韧性。
附图说明
图1为具体实施方式一方法制备的GH3536合金的沉积态缺陷示意图片；
图2为对比例方法制备的GH3536合金的沉积态缺陷示意图片。
具体实施方式
具体实施方式一：
一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，包括如下步骤：
步骤1、打印基材前处理，待用；
步骤2、采用激光选区熔化进行打印：打印过程采用氩气作为保护气体，控制铺粉厚度为40μm，扫描速度为750-1250mm/s，激光功率范围为200～350W，搭接率的范围为80～100μm；
步骤3、热等静压处理；
步骤4、固溶热处理。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤1的打印基材为316L不锈钢。打印前对打印基材表面进行除锈、除油处理，并采用机加工进行磨光，然后用酒精清洗。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤2激光选区熔化打印前打印基材的预热温度为100-130℃，激光束按照截面轮廓进行逐行扫描，相邻层间扫描方向旋转67.7°，逐层扫描至打印出完整试样，打印结束后，静置至工作腔内温度降至30℃，随后取出试样并进行残余粉末的清理。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤3中的热等静压处理采用氩气气氛，温度1150-1200℃，升温速率为5-15℃/min，压力130MPa，在此温度下保温3h，随炉冷却至200℃后空冷，冷却速度为4-8℃/min；热等静压处理后进行步骤4的固溶热处理，将热处理炉抽至10-3Pa，温度加热至1180℃下保温2h，加热速度为5-15℃/min，采用气淬冷却至150℃取出，完成热处理。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的成分按照质量分数组成为：
C为0.065wt％、Cr为21.05wt％、W为0.65wt％、Mo为9.78wt％、Fe为18.56wt％、Co为2.1wt％、Ti为0.14wt％、Al为0.036wt％、Si为0.067wt％、N为0.0038wt％、Mn为0.0096wt％、Cu为0.01wt％、B为0.04wt％、其余为Ni及不可避免的杂质成分。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，制备的GH3536合金性能为缺陷占比：0.0091％。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，经过步骤2激光打印处理后的GH3536合金性能为抗拉强度为常温下760MPa，延伸率常温下为36％，900℃高温下抗拉强度为250MPa，900℃高温下延伸率为9％；沉积态缺陷示意图片如图1所示，从图1能够看出合金成分均匀分布，缺陷很少。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，经过步骤3和步骤4处理后的GH3536合金性能为抗拉强度为常温下720MPa，延伸率常温下为55％，900℃高温下抗拉强度为240MPa，900℃高温下延伸率为25％。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，经热处理后在损失强度很小的情况下提升试样的塑韧性，延伸率得到大幅提高。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，打印前基材采用机加工进行磨光，使整个基材表面平整并且具有金属光泽。使用前用酒精对基材进行清洗，确保SLM成形表面清洁无垢。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，打印前采用三维设计软件Materialise Magics建立试样的三维模型，并对模型进行切片分层。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，通过对GH3536粉末成分的进一步优化及制备工艺的优化，有效提升了增材制造过程中的打印稳定性，减小内部空隙、裂纹及未熔合缺陷的存在，提升试样的塑韧性。
对比例1：
对比例采用常规方法进行激光增材制造打印。
对比例的GH3536原料粉末的成分按照质量分数组成为：
C为0.12wt％、Cr为23.0wt％、W为0.5wt％、Mo为9.14wt％、Fe为18.1wt％、Co为1.43wt％、Ti为0.11wt％、Al为0.04wt％、Si为0.12wt％、N为0.005wt％、Mn为0.01wt％、Cu为0.01wt％、B为0.02wt％、其余为Ni及不可避免的杂质成分。
对比例制备的
GH3536合金性能为缺陷占比：0.087％，抗拉强度为常温下745MPa，延伸率常温下为25％，900℃高温下抗拉强度为220MPa，900℃高温下延伸率为5％；沉积态缺陷示意图片如图2所示，从图2能够看出合金成分缺陷较多。
具体实施方式二：
一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的成分按照质量分数组成为：
C为0.05-0.10wt％、Cr为20.0-21.5wt％、W为0.40-1.2wt％、Mo为9-10.5wt％、Fe为17.52-19.30wt％、Co为1.38-2.89wt％、Ti为0.1-0.2wt％、Al为0.02-0.08wt％、Si为0.02-0.16wt％、N为0.0025-0.007wt％、Mn为0.005-0.013wt％、Cu为0.008-0.012wt％、B为0.02-0.05wt％、其余为Ni及不可避免的杂质成分。
具体实施方式三：
根据具体实施方式二所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的成分按照质量分数组成为：
C为0.06-0.0845wt％、Cr为20.89-21.325wt％、W为0.53-0.725wt％、Mo为9.54-10.235wt％、Fe为18.15-18.95wt％、Co为1.4-2.125wt％、Ti为0.124-0.1685wt％、Al为0.025-0.0485wt％、Si为0.057-0.0955wt％、N为0.003-0.0055wt％、Mn为0.008-0.0115wt％、Cu为0.0095-0.015wt％、B为0.02-0.055wt％、其余为Ni及不可避免的杂质成分。
具体实施方式四：
根据具体实施方式二所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末为球形，粉末的粒径为16-58μm，平均粒径尺寸为30μm。
具体实施方式五：
根据具体实施方式二所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的制造方法，原料通过旋转电极法进行制备所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，制备工艺为雾化室内通入99.9％的高纯氩气进行保护，压力为0.01-0.1MPa，电极转速为30000-50000r/min，所述原料为成分合格的旋转自耗合金电极。
具体实施方式六：
根据具体实施方式二所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的制造方法，原料通过气雾化法制备所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，气雾化压力3.5-7.5MPa，加热功率25-35KW，气液流量比为0.5-0.7。
进一步的，所用原料为成分合格的金属液体。
具体实施方式七：
根据具体实施方式二所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，包括如下步骤：
步骤1、打印基材前处理，待用；
步骤2、采用激光选区熔化进行打印：打印过程采用氩气作为保护气体，控制铺粉厚度为40-42μm，扫描速度为750-1250mm/s，激光功率范围为200～350W，搭接率的范围为80～100μm；
步骤3、热等静压处理；
步骤4、固溶热处理。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，经热处理后在损失强度很小的情况下提升试样的塑韧性，延伸率得到大幅提高。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，打印前基材采用机加工进行磨光，使整个基材表面平整并且具有金属光泽。使用前用酒精对基材进行清洗，确保SLM成形表面清洁无垢。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，打印前采用三维设计软件Materialise Magics建立试样的三维模型，并对模型进行切片分层。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，通过对GH3536粉末成分的进一步优化及制备工艺的优化，有效提升了增材制造过程中的打印稳定性，减小内部空隙、裂纹及未熔合缺陷的存在，提升试样的塑韧性。
具体实施方式八：
根据具体实施方式七所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤1的打印基材为316L不锈钢。打印前对打印基材表面进行除锈、除油处理，并采用机加工进行磨光，然后用酒精清洗。
具体实施方式九：
根据具体实施方式七所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤2激光选区熔化打印前打印基材的预热温度为100-130℃，激光束按照截面轮廓进行逐行扫描，相邻层间扫描方向旋转67.7°，逐层扫描至打印出完整试样，打印结束后，静置至工作腔内温度降至30℃，随后取出试样并进行残余粉末的清理。
具体实施方式十：
根据具体实施方式七所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤3中的热等静压处理采用氩气气氛，温度1150-1200℃，升温速率为5-15℃/min，压力130-180MPa，在此温度下保温2-4h，随炉冷却至200℃后空冷，冷却速度为4-8℃/min；热等静压处理后进行步骤4的固溶热处理，将热处理炉抽至10-3Pa，温度加热至1150-1200℃下保温1-3h，加热速度为5-15℃/min，采用气淬冷却或炉冷冷却至150℃取出，完成热处理。
具体实施方式十一：
一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，包括如下步骤：
步骤1、打印基材前处理，待用；
步骤2、采用激光选区熔化进行打印：打印过程采用氩气作为保护气体，控制铺粉厚度为40μm，扫描速度为750mm/s，激光功率范围为200W，搭接率的范围为80μm；
步骤3、热等静压处理；
步骤4、固溶热处理。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤1的打印基材为316L不锈钢。打印前对打印基材表面进行除锈、除油处理，并采用机加工进行磨光，然后用酒精清洗。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤2激光选区熔化打印前打印基材的预热温度为100℃，激光束按照截面轮廓进行逐行扫描，相邻层间扫描方向旋转67.7°，逐层扫描至打印出完整试样，打印结束后，静置至工作腔内温度降至30℃，随后取出试样并进行残余粉末的清理。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤3中的热等静压处理采用氩气气氛，温度1150℃，升温速率为5℃/min，压力130MPa，在此温度下保温3h，随炉冷却至200℃后空冷，冷却速度为4℃/min；热等静压处理后进行步骤4的固溶热处理，将热处理炉抽至10-3Pa，温度加热至1180℃下保温2h，加热速度为5℃/min，采用气淬冷却至150℃取出，完成热处理。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的成分按照质量分数组成为：
C为0.06wt％、Cr为20.89wt％、W为0.53wt％、Mo为9.54wt％、Fe为18.15wt％、Co为1.4wt％、Ti为0.124wt％、Al为0.025wt％、Si为0.057wt％、N为0.003wt％、Mn为0.008wt％、Cu为0.0095wt％、B为0.02wt％、其余为Ni及不可避免的杂质成分。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，打印前基材采用机加工进行磨光，使整个基材表面平整并且具有金属光泽。使用前用酒精对基材进行清洗，确保SLM成形表面清洁无垢。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，打印前采用三维设计软件Materialise Magics建立试样的三维模型，并对模型进行切片分层。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，通过对GH3536粉末成分的进一步优化及制备工艺的优化，有效提升了增材制造过程中的打印稳定性，减小内部空隙、裂纹及未熔合缺陷的存在，提升试样的塑韧性。
具体实施方式十二：
一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，包括如下步骤：
步骤1、打印基材前处理，待用；
步骤2、采用激光选区熔化进行打印：打印过程采用氩气作为保护气体，控制铺粉厚度为40μm，扫描速度为1250mm/s，激光功率范围为350W，搭接率的范围为100μm；
步骤3、热等静压处理；
步骤4、固溶热处理。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤1的打印基材为316L不锈钢。打印前对打印基材表面进行除锈、除油处理，并采用机加工进行磨光，然后用酒精清洗。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤2激光选区熔化打印前打印基材的预热温度为130℃，激光束按照截面轮廓进行逐行扫描，相邻层间扫描方向旋转67.7°，逐层扫描至打印出完整试样，打印结束后，静置至工作腔内温度降至30℃，随后取出试样并进行残余粉末的清理。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，步骤3中的热等静压处理采用氩气气氛，温度1200℃，升温速率为15℃/min，压力180MPa，在此温度下保温4h，随炉冷却至200℃后空冷，冷却速度为8℃/min；热等静压处理后进行步骤4的固溶热处理，将热处理炉抽至10-3Pa，温度加热至1200℃下保温3h，加热速度为15℃/min，采用气淬冷却至150℃取出，完成热处理。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的成分按照质量分数组成为：
C为0.0845wt％、Cr为21.325wt％、W为0.725wt％、Mo为10.235wt％、Fe为18.95wt％、Co为2.125wt％、Ti为0.1685wt％、Al为0.0485wt％、Si为0.0955wt％、N为0.0055wt％、Mn为0.0115wt％、Cu为0.015wt％、B为0.055wt％、其余为Ni及不可避免的杂质成分。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，打印前基材采用机加工进行磨光，使整个基材表面平整并且具有金属光泽。使用前用酒精对基材进行清洗，确保SLM成形表面清洁无垢。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，打印前采用三维设计软件Materialise Magics建立试样的三维模型，并对模型进行切片分层。
本实施方式所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，通过对GH3536粉末成分的进一步优化及制备工艺的优化，有效提升了增材制造过程中的打印稳定性，减小内部空隙、裂纹及未熔合缺陷的存在，提升试样的塑韧性。

Claims (10)

1.一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，其特征在于：所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的成分按照质量分数组成为：
C为0.05-0.10wt％、Cr为20.0-21.5wt％、W为0.40-1.2wt％、Mo为9-10.5wt％、Fe为17.52-19.30wt％、Co为1.38-2.89wt％、Ti为0.1-0.2wt％、Al为0.02-0.08wt％、Si为0.02-0.16wt％、N为0.0025-0.007wt％、Mn为0.005-0.013wt％、Cu为0.008-0.012wt％、B为0.02-0.05wt％、其余为Ni及不可避免的杂质成分。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，其特征在于：所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的成分按照质量分数组成为：
C为0.06-0.0845wt％、Cr为20.89-21.325wt％、W为0.53-0.725wt％、Mo为9.54-10.235wt％、Fe为18.15-18.95wt％、Co为1.4-2.125wt％、Ti为0.124-0.1685wt％、Al为0.025-0.0485wt％、Si为0.057-0.0955wt％、N为0.003-0.0055wt％、Mn为0.008-0.0115wt％、Cu为0.0095-0.015wt％、B为0.02-0.055wt％、其余为Ni及不可避免的杂质成分。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，其特征在于：所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末为球形，粉末的粒径为16-58μm，平均粒径尺寸为30μm。
4.一种权利要求1-3之一所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的制造方法，其特征在于：原料通过旋转电极法进行制备所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，制备工艺为雾化室内通入99.9％的高纯氩气进行保护，压力为0.01-0.1MPa，电极转速为30000-50000r/min，所述原料为成分合格的旋转自耗合金电极。
5.一种权利要求1-3之一所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的制造方法，其特征在于：原料通过气雾化法制备所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末，气雾化压力3.5-7.5MPa，加热功率25-35KW，气液流量比为0.5-0.7。
6.根据权利要求5所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末的制造方法，其特征在于：所用原料为成分合格的金属液体。
7.一种权利要求1-3之一所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1、打印基材前处理，待用；
步骤2、采用激光选区熔化进行打印：打印过程采用氩气作为保护气体，控制铺粉厚度为40-42μm，扫描速度为750-1250mm/s，激光功率范围为200～350W，搭接率的范围为80～100μm；
步骤3、热等静压处理；
步骤4、固溶热处理。
8.根据权利要求7所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，其特征在于：步骤1的打印基材为316L不锈钢。打印前对打印基材表面进行除锈、除油处理，并采用机加工进行磨光，然后用酒精清洗。
9.根据权利要求8所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，其特征在于：步骤2激光选区熔化打印前打印基材的预热温度为100-130℃，激光束按照截面轮廓进行逐行扫描，相邻层间扫描方向旋转67.7°，逐层扫描至打印出完整试样，打印结束后，静置至工作腔内温度降至30℃，随后取出试样并进行残余粉末的清理。
10.根据权利要求9所述的一种用于激光增材制造的GH3536原料粉末制备GH3536合金的方法，其特征在于：步骤3中的热等静压处理采用氩气气氛，温度1150-1200℃，升温速率为5-15℃/min，压力130-180MPa，在此温度下保温2-4h，随炉冷却至200℃后空冷，冷却速度为4-8℃/min；热等静压处理后进行步骤4的固溶热处理，将热处理炉抽至10-3Pa，温度加热至1150-1200℃下保温1-3h，加热速度为5-15℃/min，采用气淬冷却或炉冷冷却至150℃取出，完成热处理。
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