CN115595462B - 一种增材制造高致密度Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增材制造高致密度Fe‑Mn‑Al‑C轻质高强钢的方法，包括如下步骤：S1、配料；S2、制备适合激光同轴送粉表面熔覆增材制造用的粉末；S3、采用激光同轴送粉打印设备制备Fe‑Mn‑Al‑C钢；S4、加工处理；本发明打印在有机塑料薄膜包裹下进行，能够有效防止氧气对粉末发生的氧化行为，从而使得打印出的Fe‑Mn‑Al‑C钢具有较高的硬度和强度；双管送粉喷嘴有效对粉末进行汇聚从而提高Fe‑Mn‑Al‑C钢的致密度；通过微热处理很好的减少了晶间夹杂物的析出，从而制备出晶粒细小、孔隙缺陷少、高致密度的Fe‑Mn‑Al‑C轻质高强钢。
Description
技术领域
本发明涉及增材制造Fe-Mn-Al-C钢技术领域，具体为利用激光同轴送粉表面熔覆工艺实现一种高致密度的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的制备方法。
背景技术
高锰钢有着良好的抗冲击抗磨损的特性，每添加1％的铝会使钢密度减小1.3％，但会导致钢的杨氏模量降低2％。由于杨氏模量降低，在一定程度上需要通过减重来平衡钢刚度的损失。Al的添加可增大钢的SFE，产生SRO或晶粒内κ'-碳化物。通过添加Mn元素阻碍因Al元素的增加而导致的铁素体的过多生成，避免影响钢的力学性能。通过充分规划材料组织和其中生成的沉淀相结构和样貌，使钢的质量和加工性能平衡，具有较小的质量体积比，较强的强塑积，以及良好的耐腐蚀性能等。
铝在钢铁生产中被称为脱氧剂，当使用大量的Al作为合金元素时，它也是炼钢业中低品质钢的标志。Al可与熔体、耐火材料和覆盖材料等发生强烈的化学反应，导致其偏离目标化学成分。氧化铝容易造成水口堵塞，钢材在铸造阶段表面容易形成致密的氧化铝而难以消除。同时高Al合金在加工过程中，容易出现表面缺陷、脱碳、脆性相和裂纹。
激光近净成型技术是金属零件增材制造技术领域的重要部分，是在同步送粉式激光熔覆工艺的基础上逐步发展起来的新型增材制造技术。可避免在传统加工过程中产生的缺陷，但由于激光增材制造过程中熔池内部存在高的温度梯度和应力梯度，在打印过程易出现热裂变形的冶金缺陷，因此在进行块体打印之前进行单道单层激光熔覆实验可设定打印参数，节约时间和原材料，从而高效制备出一种增材制造高致密度的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种增材制造高致密度的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的方法。
本发明的技术方案是：一种增材制造高致密度Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、配料
根据质量百分比计，分别称取C粉1.5～2.5wt.％、Mn粉28～32wt.％、Al粉8～13.5wt.％、Fe粉余量，进行配料，混合均匀，得到混合金属粉末；
S2、制备适合激光同轴送粉表面熔覆增材制造用的粉末
S2-1、熔炼
将步骤S1获得的混合金属粉末放入坩埚中，对真空感应炉抽真空至0.6～0.7Pa，然后将坩埚送入真空感应炉进行熔炼，在保护气氛作用下制备得到熔融态混合金属粉末；
S2-2、雾化制粉
将雾化设备抽真空至3～5MPa，然后将步骤S2-1得到的熔融态混合金属粉末送入雾化设备中，以5～10m3/min的充气速度向雾化设备中充入惰性气体将熔融态混合金属粉末破碎成细小液滴并以90～100k/s的降温速度冷却得到用于3D打印的高强度钢粉末；
S2-3、对步骤S2-2制备的高强度钢粉末进行筛粉，得到两种粒度范围的钢粉末；
S3、采用激光同轴送粉打印设备制备Fe-Mn-Al-C钢
S3-1、将步骤S2-3得到的两种粒度范围的钢粉末分别置入烘干炉进行烘干处理，然后倒入送粉器中备用；
S3-2、将激光熔覆头和基板用有机塑料薄膜包裹，然后向打印设备内部充入保护气氛；
S3-3、设定参数并开启设备，使激光熔覆头沿环形运动机构运动并通过底部的送粉喷嘴实现喷粉打印；
S4、加工处理
对打印出的产品依次进行磨制、抛光和腐蚀，并观察表面形貌，选出合格的成品。其中，判定为合格的标准为产品表面光滑且无裂纹、孔洞等缺陷。
进一步地，在步骤S2中，所述步骤S2-1真空熔炼的参数为：熔炼温度为1400～1550℃，炉内气压为-0.07～-0.03Mpa，保护气氛为氩气、氮气、氦气的任意一种；
说明：熔炼温度保持在1400～1550℃之间有利于碳氧反应的进行、夹杂物的分解挥发，从而减少钢晶间夹杂物的析出，低于1400℃容易造成夹杂物未完全挥发，高于1500℃会加剧坩埚与其他金属间的反应，容易造成金属元素的挥发损失从而影响高强度钢粉末的制备；真空度介于-0.07～-0.03Mpa之间能够有效促进碳氧反应，夹杂物的挥发，高于-0.03Mpa会加剧坩埚与金属反应、增加金属元素的挥发损失。
进一步地，在步骤S2中，所述步骤S2-2中雾化制粉的参数为：雾化设备的雾化压力为：3.0～5.0MPa，所述惰性气体为体积浓度为99.999％的氩气；
说明：雾化压力低于3.0MPa容易导致出现较粗的粉末颗粒，大于5.0MPa容易造成气流反冲，从而影响雾化制粉的效果，氩气纯度能够保证雾化制得的粉末更加均匀。
进一步地，所述步骤S2-3中筛粉方式为摇摆筛筛粉；
说明：摇摆筛筛粉相较于普通的叠层筛能够对得到的高强度钢粉末进行由粗到细的筛分，同时由于振动频率较低，对物料本身的影响较小，且处理量大，能够有效筛分出所需粉末。
进一步地，所述摇摆筛筛粉的步骤为：将步骤S2-2制备的高强度钢粉末倒至从上至下依次重叠放置的粒度≥75μm的筛面、粒度为35μm的筛面、粒度为10μm的筛面上，摇摆频率60～240次/分，分别筛除粒度≥75μm的筛取物、粒度≤10μm的筛取物，最终得到粒度介于10μm-34μm的小颗粒筛取物、粒度介于35μm-75μm的大颗粒筛取物；
说明：轻微摆动对物料影响较小，不会破坏物料形状，大大提高物料成品率；取粒度介于10μm-34μm的小颗粒筛取物、粒度介于35μm-75μm的大颗粒筛取物分别作为用于激光同轴打印设备用粉，满足不同打印需求，对于晶粒粒度的高要求能够有效制备出力学性能佳的Fe-Mn-Al-C钢。
进一步地，所述步骤S3-1中，烘干处理的参数为：烘干温度为75～85℃，烘干时间为30～50min；
说明：烘干温度控制在75～85℃能够保证以较低温度烘干水分，低于75℃容易导致水分未充分烘干，高于85℃容易导致粉末中Al的氧化，从而影响粉末质量。
进一步地，所述步骤S3-2中，有机塑料薄膜尺寸为100cm×150cm，保护气氛气采用体积浓度为99.99％的氩气，气体流量为20～30L/min；
说明：采用有机塑料薄膜能够有效避免氧气对粉末产生影响，气体流量保持在20～30L/min能够有效避免粉末产生气孔，从而得到更加均匀、韧性更好、强度较高的粉末。
进一步地，所述步骤S3-3中，激光功率800～1800W，激光扫描速度300～600mm/min；喷粉速度为10～12g/min，扫描层高为0.8mm，Z轴提升量为0.9mm；
说明：以上参数能够使得送粉精度和效率得到最优保证，激光功率大于1800W使得融化的熔覆金属量增多，产生气孔的概率变大；激光功率小于800W，则容易导致表面涂层融化但基体未熔，此时熔覆层表面出现局部起球、空洞等，达不到熔覆目的。激光扫描速度保持在300～600mm/min能够使得粉末完全融化，从而提高熔覆效率，扫描层高与Z轴提升连的限定能够使得熔覆层更加均匀，利于制备高致密度的Fe-Mn-Al-C钢。
进一步地，在步骤S3-3中，所述送粉喷嘴采用双管送粉喷嘴，所述双管送粉喷嘴包括分别呈30～60°设置在所述激光熔覆头底部两侧的送粉管，所述送粉管包括管体，设置在所述管体中心的粉末流经腔、设置在所述管体外围的保护气氛流经腔；
说明：通过呈30～60°设置在所述激光熔覆头底部两侧的送粉管能够有效对粉末进行会聚，设置在管体外围的保护气氛流经腔能够较好的保持粉末的输出状态，减少粉末出现分散的情况从而避免出现孔隙缺陷，能够充分提高粉末的稳定性，从而有效提高粉末利用率，进一步提高Fe-Mn-Al-C钢的致密度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明打印在有机塑料薄膜包裹下进行，能够有效防止氧气对粉末发生的氧化行为，从而使得打印出的Fe-Mn-Al-C钢氧含量较低，具有较高的硬度和强度；通过设置双管送粉喷嘴有效对粉末进行汇聚，通过环形运动机构使得熔覆头送粉更加均匀，从而提高Fe-Mn-Al-C钢的致密度；通过采用摇摆筛筛粉实现极细晶粒的高产量提取，同时能够有效减少物料被损坏的可能；本发明中微热处理很好的减少了晶间夹杂物的析出，同时晶粒细小，孔隙缺陷少，故此Fe-Mn-Al-C钢致密度达到较高水平。
附图说明
图1是本发明的气雾化粉末SEM图；
图2是本发明中Fe-Mn-Al-C钢单道单层激光熔覆YZ面SEM表面形貌图；
图3是本发明中Fe-Mn-Al-C钢单道单层激光熔覆YZ面SEM组织图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式来对本发明进行更进一步详细的说明，以更好地体现本发明的优势。
实施例1
一种增材制造高致密度Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、配料
根据质量百分比计，分别称取C粉2wt.％、Mn粉30wt.％、Al粉8wt.％、Fe粉余量，进行配料，混合均匀，得到混合金属粉末；
S2、制备适合激光同轴送粉表面熔覆增材制造用的粉末
S2-1、熔炼
将步骤S1获得的混合金属粉末放入坩埚中，对真空感应炉抽真空至0.6Pa，然后将坩埚送入真空感应炉进行熔炼，在保护气氛作用下制备得到熔融态混合金属粉末；其中，真空熔炼的参数为：熔炼温度为1400℃，炉内气压为-0.07Mpa，保护气氛为氩气；
S2-2、雾化制粉
将雾化设备抽真空至3MPa，然后将步骤S2-1得到的熔融态混合金属粉末送入雾化设备中，雾化压力为3.0MPa，以5m3/min的充气速度向雾化设备中充入体积浓度为99.999％的氩气将熔融态混合金属粉末破碎成细小液滴并以90k/s的降温速度冷却得到用于3D打印的高强度钢粉末；
S2-3、对步骤S2-2制备的高强度钢粉末通过摇摆筛筛粉，得到两种粒度范围的钢粉末；
摇摆筛筛粉的步骤为：将步骤S2-2制备的高强度钢粉末倒至从上至下依次重叠放置的粒度≥75μm的筛面、粒度为35μm的筛面、粒度为10μm的筛面上，摇摆频率120次/分，分别筛除粒度≥75μm的筛取物、粒度≤10μm的筛取物，最终得到粒度介于10μm-34μm的小颗粒筛取物、粒度介于35μm-75μm的大颗粒筛取物。
S3、采用激光同轴送粉打印设备制备Fe-Mn-Al-C钢
S3-1、将步骤S2-3得到的两种粒度范围的钢粉末分别置入烘干炉并在烘干温度为75℃，烘干时间为50min的条件下进行烘干处理，然后倒入送粉器中备用；
S3-2、将激光熔覆头和基板用有机塑料薄膜包裹，然后向打印设备内部充入保护气氛；有机塑料薄膜尺寸为100cm×150cm，保护气氛气采用体积浓度为99.99％的氩气，气体流量为25L/min；
S3-3、设定激光功率800W，激光扫描速度300mm/min；喷粉速度为10g/min，扫描层高为0.8mm，Z轴提升量为0.9mm并开启设备，使激光熔覆头沿环形运动机构运动并通过底部的送粉喷嘴实现喷粉打印；
送粉喷嘴采用双管送粉喷嘴，双管送粉喷嘴包括分别呈60°设置在所述激光熔覆头底部两侧的送粉管，所述送粉管包括管体，设置在所述管体中心的粉末流经腔、设置在所述管体外围的保护气氛流经腔；
S4、加工处理
对打印出的成品依次进行磨制、抛光和腐蚀，并观察表面形貌，选出合格的成品。
实施例2
与实施例1不同的是，在步骤S1中，根据质量百分比计，分别称取C粉2wt.％、Mn粉30wt.％、Al粉11wt.％、Fe粉余量，进行配料，混合均匀，得到混合金属粉末；
实施例3
与实施例1不同的是，在步骤S1中，根据质量百分比计，分别称取C粉2wt.％、Mn粉30wt.％、Al粉13.5wt.％、Fe粉余量，进行配料，混合均匀，得到混合金属粉末；
实施例4
与实施例2不同的是，在步骤S2-1中，将步骤S1获得的混合金属粉末放入坩埚中，对真空感应炉抽真空至0.65Pa，然后将坩埚送入真空感应炉进行熔炼，在保护气氛作用下制备得到熔融态混合金属粉末；其中，真空熔炼的参数为：熔炼温度为1475℃，炉内气压为-0.05Mpa，保护气氛为氮气；
实施例5
与实施例2不同的是，在步骤S2-1中，将步骤S1获得的混合金属粉末放入坩埚中，对真空感应炉抽真空至0.7Pa，然后将坩埚送入真空感应炉进行熔炼，在保护气氛作用下制备得到熔融态混合金属粉末；其中，真空熔炼的参数为：熔炼温度为1550℃，炉内气压为-0.03Mpa，保护气氛为氦气；
实施例6
与实施例2不同的是，在步骤S2-2中，将雾化设备抽真空至4MPa，然后将步骤S2-1得到的熔融态混合金属粉末送入雾化设备中，雾化压力为4.0MPa，以8m3/min的充气速度向雾化设备中充入体积浓度为99.999％的氩气将熔融态混合金属粉末破碎成细小液滴并以95k/s的降温速度冷却得到用于3D打印的高强度钢粉末；
实施例7
与实施例2不同的是，在步骤S2-2中，将雾化设备抽真空至5MPa，然后将步骤S2-1得到的熔融态混合金属粉末送入雾化设备中，雾化压力为5.0MPa，以10m3/min的充气速度向雾化设备中充入体积浓度为99.999％的氩气将熔融态混合金属粉末破碎成细小液滴并以100k/s的降温速度冷却得到用于3D打印的高强度钢粉末；
实施例8
与实施例2不同的是，在步骤S2-3中，对步骤S2-2制备的高强度钢粉末进行重叠法筛粉，得到粒度介于10μm-34μm的小颗粒筛取物、粒度介于35μm-75μm的大颗粒筛取物；
实施例9
与实施例2不同的是，在步骤S3-1中，将步骤S2-3得到的两种粒度范围的钢粉末分别置入烘干炉并在烘干温度为80℃，烘干时间为40min的条件下进行烘干处理，然后倒入送粉器中备用；
实施例10
与实施例2不同的是，在步骤S3-1中，将步骤S2-3得到的两种粒度范围的钢粉末分别置入烘干炉并在烘干温度为85℃，烘干时间为30min的条件下进行烘干处理，然后倒入送粉器中备用；
实施例11
与实施例2不同的是，设定激光功率1300W，激光扫描速度450mm/min；
喷粉速度为11g/min，扫描层高为0.8mm，Z轴提升量为0.9mm并开启设备，使激光熔覆头沿环形运动机构运动并通过底部的送粉喷嘴实现喷粉打印；
实施例12
与实施例2不同的是，设定激光功率1800W，激光扫描速度600mm/min；
喷粉速度为12g/min，扫描层高为0.8mm，Z轴提升量为0.9mm并开启设备，使激光熔覆头沿环形运动机构运动并通过底部的送粉喷嘴实现喷粉打印；
实验例
1、探究Al含量对Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的力学性能影响
分别取大小相同的实施例1～实施例3制备得到的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢，对其水淬后的力学性能进行分析，结果如表1所示：
设置对照例1：在所述步骤S1中，根据质量百分比计，分别称取C粉2wt.％、Mn粉30wt.％、Al粉15wt.％、Fe粉余量，进行配料，得到混合金属粉末；
表1实施例1～实施例3制备得到的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢水淬后的力学性能
结论：由表1可知，Al粉含量对Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的性能有一定影响，对照例中Al粉含量为15wt.％时抗拉强度达到最高，但是延展率明显降低，而实施例1～实施例3均表现出良好的强塑性，在Al含量增加的同时，屈服强度和抗拉强度均升高，但延展率在降低，因此从稳定程度考虑，选择实施例2为最优方案；
2、探究真空熔炼参数对Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的力学性能影响
分别取大小相同的实施例2、实施例4、实施例5制备得到的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢，对其水淬后的力学性能进行分析，结果如表2所示：
设置对照例2：将步骤S1获得的混合金属粉末放入坩埚中，对真空感应炉抽真空至0.6Pa，然后将坩埚送入真空感应炉进行熔炼，在保护气氛作用下制备得到熔融态混合金属粉末；其中，真空熔炼的参数为：熔炼温度为1600℃，炉内气压为-0.01Mpa，保护气氛为氩气；
表2实施例2、实施例4、实施例5制备得到的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢水淬后的力学性能
| 实施例 | 密度/(g/cm3) | 延展率/％ | 屈服强度/MPa | 抗拉强度/MPa |
| 实施例2 | 6.83 | 52.34 | 1420 | 1780 |
| 实施例4 | 6.85 | 53.12 | 1422 | 1784 |
| 实施例5 | 6.80 | 52.69 | 1425 | 1783 |
| 对照例2 | 4.65 | 50.12 | 1415 | 1720 |
结论：由表2可知，熔炼温度保持在1400～1500℃，炉内气压保持在-0.07MPa～-0.03MPa更有利于制备高致密度的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢，对照例中对熔炼温度升高导致晶间夹杂物析出，从而降低了Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的致密性，由此，实施例2为最优方案。
3、探究雾化压力对Fe-Mn-Al-C粉末粒度的影响
分别取大小相同的实施例2、实施例6、实施例7制备得到的用于3D打印的高强度钢粉末粒度进行测定并分析，结果如表3所示：
表3实施例2、实施例6、实施例7制备得到的用于3D打印的高强度钢粉末粒度
| 实施例 | 平均粒度/(μm) |
| 实施例2 | 45 |
| 实施例6 | 40 |
| 实施例7 | 38 |
结论：由表3可知，随着雾化压力的升高，Fe-Mn-Al-C金属粉末的逐渐降低，且实施例2为最优方案。
4、探究摇摆筛筛粉与重叠法筛粉对粉末成品率的影响
分别利用摇摆筛与重叠法对用于3D打印的高强度钢粉末进行3次筛粉，然后分别对粒度≤10μm、10μm-34μm、35μm-75μm、≥75μm的粉末进行称重并分别统计粒度介于10μm-34μm、35μm-75μm的占比，结果如表4所示：
表4实施例2、实施例8的粉末占比情况
结论：由表4可得，实施例2中通过摇摆筛获得的粒度介于10μm-34μm、35μm-75μm之间的颗粒占比能略优于实施例8中通过重叠法获得的颗粒，采用摇摆筛对粉末进行筛粉能够更利于获得需要颗粒范围内的颗粒粉末，由此可得实施例2为最优方案。
5、探究烘干参数对Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的力学性能影响
分别取大小相同的实施例2、实施例9、实施例10制备得到的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢，对其水淬后的力学性能进行分析，结果如表5所示：
设置对照例3：在步骤S3-1中，将步骤S2-3得到不同粒径的钢粉末分别置入烘干炉并在烘干温度为90℃，烘干时间为50min的条件下进行烘干处理，然后倒入送粉器中备用；
表5实施例2、实施例9、实施例10、对照例3制备得到的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢水淬后的力学性能
结论：由表5可知，烘干温度保持在75～85℃范围内时，对于得到的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的力学性能影响较小，当温度高于范围值时，Al粉发生氧化，在Al含量减少的同时，屈服强度和抗拉强度发生下降，综合来看，实施例2为最优方案。
6、探究激光熔覆的工艺参数对Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的力学性能影响
分别取大小相同的实施例2、实施例11、实施例12制备得到的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢，对其水淬后的力学性能进行分析，结果如表6所示：
表6实施例2、实施例11、实施例12制备得到的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢水淬后的力学性能
| 实施例 | 密度/(g/cm3) | 延展率/％ | 屈服强度/MPa | 抗拉强度/MPa |
| 实施例2 | 6.83 | 52.34 | 1420 | 1780 |
| 实施例11 | 6.98 | 52.56 | 1420 | 1760 |
| 实施例12 | 7.13 | 53.12 | 1410 | 1730 |
结论：由表6可知，随着激光功率与扫描速度的增加，由于熔覆层周围的液体金属会产生剧烈波动，动态凝固结晶，使气孔数量逐渐减少，制备得到的Fe-Mn-Al-C轻质高强钢密度与延展率也在逐渐增加，从而提高Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的密度，而此时的屈服强度与抗拉强度变化较小，由此，实施例12为最优方案。
Claims (6)
1.一种增材制造高致密度Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、配料
根据质量百分比计，分别称取C粉1.5~2.5wt.%、Mn粉28~32wt.%、Al粉8~13.5wt.%、Fe粉余量，进行配料，混合均匀，得到混合金属粉末；
S2、制备适合激光同轴送粉表面熔覆增材制造用的粉末
S2-1、熔炼
将步骤S1获得的混合金属粉末放入坩埚中，对真空感应炉抽真空至0.6~0.7Pa，然后将坩埚送入真空感应炉进行真空熔炼，在保护气氛作用下制备得到熔融态混合金属粉末；
S2-2、雾化制粉
将雾化设备抽真空至3~5MPa，然后将步骤S2-1得到的熔融态混合金属粉末送入雾化设备中，以5~10m3/min的充气速度向雾化设备中充入惰性气体将熔融态混合金属粉末破碎成细小液滴并以90~100k/s的降温速度冷却得到用于3D打印的高强度钢粉末；
S2-3、对步骤S2-2制备的高强度钢粉末进行筛粉，得到两种粒度范围的钢粉末；步骤S2-3中筛粉方式为摇摆筛筛粉；所述摇摆筛筛粉的步骤为：将步骤S2-2制备的高强度钢粉末倒至从上至下依次重叠放置的粒度≥75μm的筛面、粒度为35μm的筛面、粒度为10μm的筛面上，摇摆频率60~240次/分，分别筛除粒度≥75μm的筛取物、粒度≤10μm的筛取物，最终得到粒度介于10μm-34μm的小颗粒筛取物、粒度介于35μm-75μm的大颗粒筛取物；
S3、采用激光同轴送粉打印设备制备Fe-Mn-Al-C钢
S3-1、将步骤S2-3得到的两种粒度范围的钢粉末分别置入烘干炉进行烘干处理，然后倒入送粉器中备用；
S3-2、将激光熔覆头和基板用有机塑料薄膜包裹，然后向打印设备内部充入保护气氛；
S3-3、设定参数并开启设备，使激光熔覆头沿环形运动机构运动并通过底部的送粉喷嘴实现喷粉打印；所述送粉喷嘴采用双管送粉喷嘴，所述双管送粉喷嘴包括分别呈30~60°设置在所述激光熔覆头底部两侧的送粉管，所述送粉管包括管体，设置在所述管体中心的粉末流经腔、设置在所述管体外围的保护气氛流经腔；
S4、加工处理
对打印出的产品依次进行磨制、抛光和腐蚀，并观察表面形貌，选出合格的成品。
2.根据权利要求1所述的一种增材制造高致密度Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述步骤S2-1真空熔炼的参数为：熔炼温度为1400~1550℃，炉内气压为-0.07~-0.03Mpa，保护气氛为氩气、氮气、氦气的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种增材制造高致密度Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述步骤S2-2中雾化制粉的参数为：雾化设备的雾化压力为：3.0~5.0MPa，所述惰性气体为体积浓度为99.999%的氩气。
4.根据权利要求1所述的一种增材制造高致密度Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的方法，其特征在于，所述步骤S3-1中，烘干处理的参数为：烘干温度为75~85℃，烘干时间为30~50min。
5.根据权利要求1所述的一种增材制造高致密度Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的方法，其特征在于，所述步骤S3-2中，有机塑料薄膜尺寸为100mm×150mm，保护气氛气采用体积浓度为99.99%的氩气，气体流量为25L/min。
6.根据权利要求1所述的一种增材制造高致密度Fe-Mn-Al-C轻质高强钢的方法，其特征在于，所述步骤S3-3中，激光功率800~1800W，激光扫描速度300~600mm/min；喷粉速度为10~12g/min，扫描层高为0.8mm，Z轴提升量为0.9mm。
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