一种电子束快速成形技术制备Nb-Si基超高温合金的方法

摘要

本发明属于高温合金制备技术领域，特别涉及一种电子束快速成形技术(electron beam melting,EBM)制备NbSi基超高温合金的方法，利用电子束选区快速成型设备，通过设置合理的工艺参数，直接由CAD模型一步完成NbSi合金三维成形件的制备，得到的NbSi基合金致密度高，主要由Nb_ss固溶体和Nb₅Si₃强化相组成，相尺寸细小(<1μm)且分布均匀。本方法制备NbSi合金过程无需模具，减少合金污染，降低夹杂含量，材料利用率高，能提高NbSi基超高温合金的力学性能与生产效率。

主权项

一种利用电子束快速成形技术制备NbSi超高温合金的方法，其特征在于，制备过程包括以下步骤：(1).根据待加工的NbSi合金成形件形状，建立成形件CAD模型，然后在高度方向上对其进行分层切片处理以分割成厚度均匀的切片，切片包含合金样品的横截面轮廓信息和加工路径，并将切片文件导入电子束选区快速成形设备中，所述的切片厚度为0.05～0.1mm；(2).在电子束选区快速成形设备内装入NbSi合金粉末，并将Ti6Al4V成形基板放置于电子束选区快速成形设备的成形腔内可升降的平台上，并对成形腔抽真空，所选用的NbSi合金粉末由氩气雾化法制备而得，呈球形或近球形，直径为50～150μm；(3).利用电子束对基板进行预热,预热完成后，刮粉装置在基板上均匀铺设一层NbSi合金粉末，粉末厚度与步骤(1)中切片的厚度相等；(4).利用电子束对基板上的所有粉末进行预热；(5).粉末预热结束后，电子束根据预先设定的扫描路径，选择性的对基板上的合金粉末进行扫描，粉末熔化并凝固，形成熔覆层；(6).完成步骤(5)中对一个层面的加工后，成形基板下降一个层厚的距离，刮粉装置在步骤(5)中形成的熔覆层上再均匀铺设一层NbSi合金粉末；(7).重复上述步骤(4)‑(6)，直至NbSi合金加工完成；加工完成后，向成形腔冲入保护气体，加快成形件的冷却，至成形件的温度降至100℃以下时，取出并冷却至室温。