一种Nb-Si基超高温合金涡轮叶片的制备方法

摘要

本发明属于涡轮叶片制造技术领域，特别涉及一种电子束快速成形技术(electron beam melting，EBM)制备NbSi基超高温合金涡轮叶片的方法，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模型一步完成复杂NbSi合金涡轮叶片的制备，得到的涡轮叶片致密度高，成形精度良好，缺陷少，合金叶片主要由Nbss固溶体和Nb₅Si₃强化相组成，相尺寸细小且分布均匀，可以提高涡轮叶片的综合性能。本方法成形涡轮叶片过程无需模具，减少合金污染与氧化，降低夹杂含量，合金材料利用率高，可以提高叶片的综合性能。

主权项

一种NbSi基超高温合金涡轮叶片的快速制备方法，其特征在于，利用电子束选区熔化快速成形技术制备涡轮叶片，制备过程包括以下步骤：(1).建立待加工的涡轮叶片的三维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，切片包含涡轮叶片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；(2).在电子束选区快速成形设备内装入NbSi合金粉末，并将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；(3).利用电子束按照预先设计的预热路径对成形基板进行预热,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)中切片厚度相等；(4).利用电子束按照预先设计的预热路径对基板上的所有粉末进行预热；(5).粉末预热至指定温度后，电子束流流按照预先设计的熔化路径熔化指定区域的合金粉末，电子束流扫描到的地方合金粉末熔化形成熔池并随着电子束流的离开而迅速沉积得到沉积层；(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)中形成的已沉积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超高温合金叶片加工完成；加工完成后，向成形腔冲入冷却气体，加快涡轮叶片的冷却，至涡轮叶片的温度降至100℃以下时，取出并冷却至室温。