一种激光近净成形Al₂O₃-ZrO₂共晶陶瓷结构件的方法

摘要

一种制备Al2O3-ZrO2共晶陶瓷结构件的快速成形方法，是采用激光近净成形系统直接将两种粉末成形出共晶陶瓷结构件。其特征是先筛选Al2O3、含8wt.% Y2O3的ZrO2球形粉末，并烘干处理，调节两种粉末的流量来实现两种粉末的输出为共晶配比；然后，将CAD模型转换为数控程序，设定好加工参数，准备加工；粉末由送粉气压输送到激光喷嘴，激光通过光纤传输到粉末喷嘴，激光加工头根据数控程序移动，层层堆积出三维实体零件。本发明实现将共晶配比陶瓷粉末利用激光直接快速成形出表面质量高、无明显缺陷的共晶陶瓷结构件，形成的共晶组织细密均匀。陶瓷粉末无需预先混合，不需要预先制备陶瓷坯体，简化了共晶陶瓷的制备过程。

主权项

一种激光近净成形Al2O3‑ZrO2共晶陶瓷结构件的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：A、调整两种粉末配比：8 wt.% Y2O3的ZrO2球形粉末含量为41.5~43.5 wt.%，其余为Al2O3球形粉末，送粉量为1.83 g/min~2.83 g/min；喷嘴相对基板表面的距离为9~12 mm；B、成形陶瓷结构件之前，预先在基板上沉积5~8层的陶瓷基体，厚度为2~3 mm；第1层采用激光功率500~600 W，扫描速度500~550 mm/min，第2层以后开始采用激光功率350~450 W，扫描速度450~500 mm/min，单层提升高度为0.15~0.20 mm；C、在已沉积的陶瓷基体上进行陶瓷结构件的成形，成形过程中保证扫描速度为350~500 mm/min、激光功率为530~674 W、单层提升高度为0.20~0.25 mm；D、成形结构完成时，停止送粉，不关闭激光，立即将激光竖直提升15~20 mm，激光束继续对成形结构件顶部进行扫描，激光加工头继续以 3~5 mm/min的速度提升，扫描3~5 min后，关闭激光，完成加工。