一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，屬于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件制造【技術(shù)領(lǐng)域】。首先從鎢、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭及鉬八種高熔點(diǎn)金屬粉末中選取任意五種或者五種以上，按照一定摩爾比均勻混合，制得高熵合金粉末；建立渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的三維實(shí)體模型，通過軟件進(jìn)行切片分層，得到各截面的輪廓數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入快速成形設(shè)備；通過SLM技術(shù)快速成形出渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件坯體；對(duì)坯體進(jìn)行熱處理、精加工，得到高溫性能良好的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件。本發(fā)明成形的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件具有高的致密度和優(yōu)越的高溫性能，同時(shí)具有較高的成形精度和表面精度，能夠?qū)崿F(xiàn)高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的快速精確制造。
【專利說(shuō)明】一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件制造【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金潤(rùn)輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002]渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件主要包括渦輪葉片和渦輪盤。渦輪葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件之一，渦輪葉片由于處于溫度最高、應(yīng)力最復(fù)雜、環(huán)境最惡劣的部位而被列為第一關(guān)鍵件，并被譽(yù)為“王冠上的明珠”，其設(shè)計(jì)與制造水平將對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能產(chǎn)生直接影響。渦輪盤同樣是航空發(fā)動(dòng)機(jī)具有關(guān)鍵特性的核心部件，它的質(zhì)量和性能水平，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)的可靠性、安全壽命和性能的提高具有決定性的影響。航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的工作環(huán)境溫度一般在1000°c以上，并且燃燒室中燃?xì)鉁囟仍礁?，能源利用率越高、發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的推力越大，因此在大推力要求下，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的高溫性能成為了制約其發(fā)展的一個(gè)重要因素。
[0003]目前的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件主要采用傳統(tǒng)高溫合金通過熔模鑄造的方法加工成形:首先通過熱壓注等工藝制備出具有復(fù)雜形狀的陶瓷型芯；然后制造出葉片外形的金屬模具，將陶瓷型芯裝配在金屬模具中，用蠟將金屬模具和陶瓷型芯之間的間隙填充后將金屬模具去除，從而獲得具有內(nèi)部陶瓷型芯的蠟?zāi)?；最后，將蠟?zāi)＿M(jìn)行多次掛漿、干燥等工藝操作，獲得一定厚度的葉片陶瓷型殼；在爐中將蠟熔化流出或蒸發(fā)，將型芯型殼一起燒結(jié)，從而獲得葉片的陶瓷鑄型。這種方法工藝周期長(zhǎng)、難度大、成本高，不利于新產(chǎn)品的開發(fā)，并且型芯型殼通過裝配結(jié)合在一起，會(huì)引入裝配誤差導(dǎo)致葉片的偏芯、穿孔等缺陷。同時(shí)，傳統(tǒng)高溫合金在1400°C以上高溫力學(xué)性能變差，無(wú)法滿足渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)一步提高燃?xì)鉁囟鹊囊蟆?br> [0004]高熵合金的高熵效應(yīng)會(huì)抑制脆性金屬間化合物的出現(xiàn)，促進(jìn)元素混合形成簡(jiǎn)單的體心立方或面心立方結(jié)構(gòu)，甚至附帶另一晶間化合物相或者形成非晶結(jié)構(gòu)，提高合金了高溫性能。由多種高熔點(diǎn)金屬混合形成的高熵合金在1600°C時(shí)屈服強(qiáng)度超過了 400MPa，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的高溫合金。同時(shí)也因?yàn)楦哽睾辖鸬母呷埸c(diǎn)導(dǎo)致傳統(tǒng)的熔模鑄造手段很難對(duì)其進(jìn)行加工制造，目前的陶瓷鑄型根本無(wú)法滿足如此高溫度的要求，因此用傳統(tǒng)加工方法很難獲得高熵合金的零部件。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，該方法利用激光選區(qū)熔化技術(shù)將高熵合金粉末直接加工成形為渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件，并通過適當(dāng)?shù)臒崽幚怼⒕庸ひ约氨砻嫣幚淼裙に囀蛊錆M足使用要求。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0007]—種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，包括以下步驟:
[0008]I)從高熔點(diǎn)金屬粉末鎢、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭及鑰中任意選取五種或五種以上，混合均勻后，制得適用于選區(qū)激光熔化工藝的高熵合金粉末；
[0009]2)對(duì)待制造的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件建立三維實(shí)體模型，然后通過軟件對(duì)三維模型進(jìn)行切片分層，得到各個(gè)截面的輪廓數(shù)據(jù)，將得到的輪廓數(shù)據(jù)導(dǎo)入快速成形設(shè)備；
[0010]3)采用選區(qū)激光熔化法，快速成形出待制造的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件坯體；
[0011]4)對(duì)選區(qū)激光熔化快速成形得到的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件坯體在600°C?1000°C下進(jìn)行退火處理；
[0012]5)將退火處理后的坯體進(jìn)行后續(xù)精加工處理，最終制得結(jié)構(gòu)致密、高溫性能良好、尺寸精度合格的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件。
[0013]步驟I)所述的高熔點(diǎn)金屬粉末混合時(shí)，粉末配比采用全域均一比例，或者按照從選取的高熔點(diǎn)金屬粉末中部分元素比例隨生長(zhǎng)高度梯度變化的方式進(jìn)行配比；
[0014]選取的高熔點(diǎn)金屬粉末中部分元素比例隨生長(zhǎng)高度梯度變化的方式進(jìn)行配比是指根據(jù)待加工的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的需求，在熱端部件的縱向或者橫向生長(zhǎng)方向上通過線性增加某一種高熔點(diǎn)金屬粉末的含量增強(qiáng)局部性能。
[0015]高熔點(diǎn)金屬粉末混合時(shí)每種元素的原子百分比介于5%?30%之間。
[0016]步驟2)所述的軟件為UG、Pro-E> Catia或SolidWork軟件。
[0017]步驟3)所述的選區(qū)激光熔化法的具體操作是按照待制造的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的形狀要求生成對(duì)應(yīng)的掃描路徑，利用激光將均勻混合的高熵合金粉末熔化形成熔池，熔池快速冷卻凝固后形成金屬沉積層，通過激光的逐層掃描，金屬沉積層之間以冶金結(jié)合的形式實(shí)現(xiàn)逐層疊加，完成零件的增材制造。
[0018]所述利用激光將均勻混合的高熵合金粉末熔化形成熔池時(shí)所用激光器的功率為150W?250W。是根據(jù)不同的高熔點(diǎn)金屬粉末混合配比，調(diào)節(jié)選取激光熔化法快速成形處理過程中的激光器功率，以不使所選金屬中蒸發(fā)焓最低的金屬汽化為基準(zhǔn)選取(一般為150W ?250W)。
[0019]步驟3)所述的選取激光熔化法快速成形的處理過程在惰性氣體保護(hù)氣氛中進(jìn)行。
[0020]步驟5)所述的后續(xù)精加工處理是采用磨粒流工藝進(jìn)行精加工及表面噴砂工藝進(jìn)行表面處理。
[0021]所述高熔點(diǎn)金屬粉末的粒徑為300?500目。
[0022]所成形的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件具有增強(qiáng)組織性能的面心立方或體心立方相結(jié)構(gòu)；所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件包括渦輪靜葉片、渦輪動(dòng)葉片或渦輪盤。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0024]本發(fā)明的基于選區(qū)激光熔化(SLM)的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，以高熔點(diǎn)金屬粉末為原料，制成高熵合金粉末，其所成形的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件具有傳統(tǒng)高溫合金熱端部件所不具有的1600°C以上的優(yōu)異高溫性能，可以滿足提高渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)鉁囟刃纬纱笸屏Φ囊蟆?br> [0025]本發(fā)明利用SLM技術(shù)不受成形件復(fù)雜程度和高熔點(diǎn)金屬材料的難加工特點(diǎn)的限制，通過配備適合SLM技術(shù)的高熵合金粉末，實(shí)現(xiàn)對(duì)高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的直接加工成形，不僅極大地提高了葉片成形的效率，解決了熔模鑄造無(wú)法完成高熵合金零件鑄造加工的難題，同時(shí)也避免了傳統(tǒng)鑄型制造過程中型芯、型殼具有裝配誤差和型芯易變形、斷裂的缺陷，極大提高了成形的效率和降低了制造成本。
[0026]本發(fā)明采用SLM技術(shù)加工成形的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件具有很高的致密度和較好的尺寸精度與表面粗糙度，同時(shí)可具有面心立方或體心立方組織結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的高溫力學(xué)性能，可以滿足高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的使用要求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本發(fā)明的工藝路線結(jié)構(gòu)框圖；
[0028]圖2為為高熵合金粉末配制示意圖；
[0029]其中，1、料缸；2、料缸進(jìn)給裝置；3、配制的高熵合金粉末；
[0030]圖3為SLM技術(shù)工作原理示意圖；
[0031]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片示意圖；
[0032]圖5為本發(fā)明實(shí)施例2渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪盤示意圖。
[0033]其中，4、激光器；5、擴(kuò)束鏡；6、掃描器；7、f-Θ鏡；8、成形室；9、保護(hù)氣體；10、成形件；11、鋪粉刮板；12、高熵合金粉末；13、料缸；14、成形缸；15、葉盆；16、尾緣；17、葉背；18、外環(huán)；19、冷氣孔；20、輪盤；21、導(dǎo)向葉片。

【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0035]參見圖1，本發(fā)明的一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，包括以下步驟:
[0036]I)從鎢(W)、鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈮(Nb)、鉭(Ta)及鑰(Mo)八種高熔點(diǎn)金屬粉末中選取任意五種或者五種以上，按照一定摩爾比均勻混合(保證每種主要元素原子百分比介于5%和30% )，粉末配比包括全域均一比例或部分元素比例隨生長(zhǎng)高度梯度變化不同方式，配制成適合SLM工藝的專用粉末；部分元素比例隨生長(zhǎng)高度梯度變化指的是:在熱端部件的縱向或者橫向生長(zhǎng)方向上可通過線性增加某一種金屬粉末的含量來(lái)達(dá)到增強(qiáng)局部性能的目的。例如，由于葉片榫根部位受力情況發(fā)雜，需對(duì)其進(jìn)行局部力學(xué)性能加強(qiáng)，我們可以采用自葉片頂端向榫根部位增材制造過程中進(jìn)行線性增加Mo元素，以達(dá)到細(xì)化晶粒，增強(qiáng)其力學(xué)性能的目的。
[0037]利用激光直接熔化金屬粉末成形高熵合金零部件，無(wú)需先利用真空電弧熔煉爐等設(shè)備熔煉制備出高熵合金原材料后再進(jìn)行熔模鑄造實(shí)現(xiàn)對(duì)高熔點(diǎn)高熵合金的微堆積增材成型，改變了傳統(tǒng)高熵合金的合成和加工方法，替代了傳統(tǒng)熔模鑄造方法。
[0038]2)利用UG軟件(還可用Pro_E、Catia或SolidWork等軟件)建立潤(rùn)輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的三維實(shí)體模型，并對(duì)三維模型進(jìn)行切片分層，得到各截面的輪廓數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入快速成形設(shè)備；
[0039]3)通過選區(qū)激光熔化(SLM)技術(shù)快速成形出渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件坯體；
[0040]采用高熔點(diǎn)金屬粉末配置的高熵合金需在20001以上進(jìn)行熔模鑄造，目前的陶瓷鑄型基本無(wú)法滿足如此高的溫度，而技術(shù)可以利用激光很容易將高熵合金粉末熔化，通過微熔池堆積過程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高熔點(diǎn)金屬的成形過程；
[0041]由于這八種高熔點(diǎn)金屬在高溫下都比較容易氧化，并且V和把能夠與氮?dú)獍l(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此，在快速成形過程中需要實(shí)行惰性氣體氣氛保護(hù)；
[0042]由于這八種高熔點(diǎn)金屬的蒸汽壓不相同，因此需要根據(jù)不同的合金配比，調(diào)節(jié)3]中激光器的功率，以保證成形的高熵合金部件中各元素的配比和高熵合金的性能；根據(jù)不同的高熔點(diǎn)金屬粉末混合配比，調(diào)節(jié)選取激光熔化法快速成形處理過程中的激光器功率，以不使所選金屬中蒸發(fā)洽最低的金屬汽化為基準(zhǔn)選取，一般為1501?2501。
[0043]粉末粒徑大小對(duì)成型過程的控制、成型零件質(zhì)量都有很大影響，粉末粒徑應(yīng)控制在300目?500目之間，以防止粉末過細(xì)缺乏流動(dòng)性和引起揚(yáng)塵，以及粉末過粗導(dǎo)致成形精度降低。
[0044]4)對(duì)激光快速成形得到的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件坯體進(jìn)行6001?10001的退火處理；
[0045]5)對(duì)退火處理后的坯體進(jìn)行精車、精銑、精磨等精加工和表面噴砂等表面處理，最終獲得高溫性能良好尺寸精度合格的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件。
[0046]本發(fā)明提出的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件制造方法，首先需要根據(jù)需求配置適合于于3]技術(shù)的高熵合金粉末原料，可以從'、把1、他、％及10八種高熔點(diǎn)金屬粉末中選取任意五種或者五種以上，按照一定摩爾比均勻混合(保證每種主要元素原子百分比介于5%和30% )進(jìn)行配置，粉末配比包括全域均一比例或部分元素比例隨生長(zhǎng)高度梯度變化不同方式。
[0047]參見圖2，是任意選取了五種元素，按照等原子比配制獲得的高熵合金粉末示意圖，其中，1為料缸；2為料缸進(jìn)給裝置；3為配制的高熵合金粉末。
[0048]其次，本發(fā)明需要一套完整的快速成型設(shè)備，如圖3所示。當(dāng)根據(jù)不同的元素配比確定其最適宜的加工溫度，調(diào)節(jié)好激光器4的激光功率，激光經(jīng)擴(kuò)束鏡5到掃描器6，再經(jīng)卜0鏡7聚焦成所需光斑大小，對(duì)成形缸14中預(yù)先鋪好的高熵合金粉末12進(jìn)行選區(qū)熔化加工，當(dāng)一層加工完成后，鋪粉刮板11再?gòu)牧细?3中刮取新一層的粉末鋪設(shè)在成形缸14中，進(jìn)行下一層的選區(qū)熔化加工，直至整個(gè)成形件10的加工完成。在此加工過程中，為了防止高熵合金粉末被氧化，需要在成形室8內(nèi)充入惰性保護(hù)氣體9，以實(shí)現(xiàn)氣氛保護(hù)。
[0049]實(shí)施例1
[0050]選取1、I1、七、V、％五種高熔點(diǎn)金屬粉末，按照等原子比配置成高熵合金粉末，置于311快速成型設(shè)備的料缸中。利用呢軟件建立空心渦輪葉片的三維“0模型并對(duì)其進(jìn)行切片分層，將得到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到設(shè)備中。根據(jù)這五種不同元素的蒸氣壓，選區(qū)激光功率為2001，同時(shí)由于空心渦輪葉片內(nèi)部具有微小的氣膜孔和排氣邊結(jié)構(gòu)，且對(duì)成形件表面質(zhì)量與成形精度要求較高，需使用小焦距的鏡頭(100皿)以獲得精細(xì)的聚焦光斑尺寸(30^ 一。采用預(yù)壓緊粉末的刮板式鋪粉裝置。采用輪廓+光柵+分區(qū)的混合掃描路徑，設(shè)定掃描速度為100111111/8，掃描層厚八卜為35 4 III。向成形室內(nèi)充入保護(hù)氣體(II氣)以防止高熵合金粉末被氧化。調(diào)節(jié)好設(shè)備后，開始加工，經(jīng)不斷的逐層疊加增材制造得到空心渦輪葉片坯體，對(duì)坯體再進(jìn)行7501退火處理。將熱處理后的坯體采用“磨粒流”工藝進(jìn)行精加工和表面噴砂處理，加工制得了空心渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，葉盆15，尾緣16及葉背17形狀分明，結(jié)構(gòu)致密，成形精度高，表面質(zhì)量好，高溫力學(xué)性能優(yōu)異。
[0051]實(shí)施例2
[0052]選取1、I1、21*3、％五種金屬，按照等原子比配制成高熵合金粉末，置于3]快速成型設(shè)備的料缸中。利用呢軟件將建立好的渦輪盤三維“0模型切片分層，把得到的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到3]設(shè)備中。根據(jù)這五種不同元素的蒸氣壓，選取激光功率為2001，同時(shí)由于渦輪盤對(duì)成形表面質(zhì)量與成形精度要求較高，需使用小焦距的鏡頭(100皿)以獲得精細(xì)的聚焦光斑尺寸(30^ 一。采用預(yù)壓緊粉末的刮板式鋪粉裝置。采用輪廓+光柵+分區(qū)的混合掃描路徑，設(shè)定掃描速度為100./8，掃描層厚八卜為35^111。向成形室內(nèi)充入保護(hù)氣體(氬氣)以防止高熵合金粉末被氧化。調(diào)節(jié)好設(shè)備后，開始加工，經(jīng)不斷的逐層疊加增材制造得到渦輪盤坯體，對(duì)坯體在進(jìn)行對(duì)坯體再進(jìn)行7501退火處理。將熱處理后的坯體采用“磨粒流”工藝進(jìn)行精加工和表面噴砂處理，最后制得渦輪盤，如圖5所示，外環(huán)18、冷氣孔19、輪盤20和導(dǎo)向葉片21結(jié)構(gòu)致密，成形精度和表面質(zhì)量良好，高溫力學(xué)性能優(yōu)異。
[0053]選區(qū)激光熔化(311-361601:1^6 1&861-.11:1118)是一種金屬件直接成型方法，是快速成型技術(shù)的最新發(fā)展。該技術(shù)基于快速成型的最基本思想，用逐層添加方式根據(jù)八0數(shù)據(jù)直接成型具有特定幾何形狀的零件，成型過程中金屬粉末完全熔化，產(chǎn)生冶金結(jié)合。選區(qū)激光熔化作為一種先進(jìn)的增材制造技術(shù)，可以直接成形幾乎任意形狀、具有完全冶金結(jié)合的功能零件，同時(shí)加工的零部件致密度高，且具有較高的成形精度和表面質(zhì)量。對(duì)于由五種或者五種以上難熔金屬組成的高熵合金粉末，恰好可以利用311技術(shù)，利用激光掃描熔化金屬粉末，通過微熔池堆積，快速成形所需的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件，從而解決了高熵合金無(wú)法用傳統(tǒng)熔模鑄造手段獲得零部件的問題。因此，該方法可以制造出在16001以上具有良好高溫性能的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件。
[0054]綜上所述，本發(fā)明采用高熔點(diǎn)金屬粉末配制的高熵合金需在20001以上進(jìn)行熔模鑄造，目前的陶瓷鑄型基本無(wú)法滿足如此高的溫度，而技術(shù)可以利用激光很容易將高熵合金粉末熔化，通過微熔池堆積過程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)高熔點(diǎn)金屬的成形過程。技術(shù)的使用，使得本發(fā)明不受成形件復(fù)雜程度限制的特點(diǎn)，無(wú)需支撐，將渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件直接成形，避免了傳統(tǒng)熔模鑄造型芯、型殼裝配過程中產(chǎn)生的誤差。本發(fā)明利用311成形技術(shù)可實(shí)現(xiàn)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的直接成形，制造工藝簡(jiǎn)單，成形速度快，效率得到極大提高，同時(shí)降低了生產(chǎn)成本。
【權(quán)利要求】
1.一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)從高熔點(diǎn)金屬粉末鎢、鈦、鋯、鉿、釩、鈮、鉭及鑰中任意選取五種或五種以上，混合均勻后，制得適用于選區(qū)激光熔化工藝的高熵合金粉末； 2)對(duì)待制造的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件建立三維實(shí)體模型，然后通過軟件對(duì)三維模型進(jìn)行切片分層，得到各個(gè)截面的輪廓數(shù)據(jù)，將得到的輪廓數(shù)據(jù)導(dǎo)入快速成形設(shè)備； 3)采用選區(qū)激光熔化法，快速成形出待制造的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件坯體； 4)對(duì)選區(qū)激光熔化快速成形得到的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件坯體在600°C?1000°C下進(jìn)行退火處理； 5)將退火處理后的坯體進(jìn)行后續(xù)精加工處理，最終制得結(jié)構(gòu)致密、高溫性能良好、尺寸精度合格的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，其特征在于，步驟1)所述的高熔點(diǎn)金屬粉末混合時(shí)，粉末配比采用全域均一比例，或者按照從選取的高熔點(diǎn)金屬粉末中部分元素比例隨生長(zhǎng)高度梯度變化的方式進(jìn)行配比； 選取的高熔點(diǎn)金屬粉末中部分元素比例隨生長(zhǎng)高度梯度變化的方式進(jìn)行配比是指根據(jù)待加工的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的需求，在熱端部件的縱向或者橫向生長(zhǎng)方向上通過線性增加某一種高熔點(diǎn)金屬粉末的含量增強(qiáng)局部性能。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，其特征在于，高熔點(diǎn)金屬粉末混合時(shí)每種元素的原子百分比介于5%?30%之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，其特征在于，步驟2)所述的軟件為UG、Pro-E、Catia或SolidWork軟件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，其特征在于，步驟3)所述的選區(qū)激光熔化法的具體操作是按照待制造的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的形狀要求生成對(duì)應(yīng)的掃描路徑，利用激光將均勻混合的高熵合金粉末熔化形成熔池，熔池快速冷卻凝固后形成金屬沉積層，通過激光的逐層掃描，金屬沉積層之間以冶金結(jié)合的形式實(shí)現(xiàn)逐層疊加，完成零件的增材制造。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，其特征在于，所述利用激光將均勻混合的高熵合金粉末熔化形成熔池時(shí)所用激光器的功率為150W?250W。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，其特征在于，步驟3)所述的選取激光熔化法快速成形的處理過程在惰性氣體保護(hù)氣氛中進(jìn)行。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，其特征在于，步驟5)所述的后續(xù)精加工處理是采用磨粒流工藝進(jìn)行精加工及表面噴砂工藝進(jìn)行表面處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任意一項(xiàng)所述的一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，其特征在于，所述高熔點(diǎn)金屬粉末的粒徑為300?500目。
10.根據(jù)權(quán)利要求1?8中任意一項(xiàng)所述的一種基于選區(qū)激光熔化的高熵合金渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的制造方法，其特征在于，所成形的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件具有增強(qiáng)組織性能的面心立方或體心立方相結(jié)構(gòu)；渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件為渦輪靜葉片、渦輪動(dòng)葉片或渦輪盤。
【文檔編號(hào)】B22F5/10GK104308153SQ201410583314
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】張航, 魯中良, 楊強(qiáng), 李滌塵 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)