一种快速成形制备氧化物弥散强化合金的方法

摘要

一种快速成形制备氧化物弥散强化合金的方法，属于高温合金近终成形技术领域。采用机械合金化工艺获得氧化物弥散强化合金粉末，采用CAD软件设计出ODS合金零件的三维实体模型，并将三维模型进行分层切片处理，使其离散化为一系列二维层面。根据切片信息对ODS合金粉末进行逐层熔化，得到所需形状的激光快速成形坯体，采用热等静压消除激光快速成形坯体中的残留孔隙，通过后续退火或固溶+时效热处理来优化组织性能，从而得到复杂形状的ODS合金零部件。该发明无需包套封装或工装模具，对零部件形状复杂程度没有限制，合金成分和组织容易控制。制备出的ODS合金中氧化物弥散相细小，制品的致密度高、综合力学性能优异。

主权项

一种快速成形制备氧化物弥散强化合金的方法，其特征在于：步骤一、按照设计的ODS合金的成分配比进行称量，原料为基体金属粉末、合金元素粉末、Y2O3颗粒、氧化物细化元素，或者原料为基体金属粉末、基体金属氧化物粉末、氢化钇粉末、合金元素粉末、氧化物细化元素；将原料预混合均匀，然后在高纯Ar气氛中通过高能球磨将0.3~2.5wt.%Y2O3颗粒均匀分散在基体中，球/料比为（15~20）/1，球磨机的转速为380~500转/分，球磨时间为36~72小时，得到平均粒径为20~85μm的ODS合金粉末；步骤二、利用CAD软件设计零件的三维实体模型，并采用切片处理软件将所述的零件的CAD模型进行分层切片处理，使其离散化为一系列二维层面，并将二维层面信息传送到SLM成形机的控制系统中；SLM成形机的铺粉系统在工作平台上平铺一层ODS合金粉末，切片厚度为0.1~0.3mm，粉床的预热温度为120~200℃；根据切片信息，激光束以200~300W的功率、0.1~0.3m/s的扫描速度、0.10~0.25mm的扫描间距对机械合金化粉末进行选择性激光熔化得到，从而得到复杂形状的激光快速成形坯体；步骤三、将激光快速成形坯体进行热等静压处理，消除激光快速成形坯中残留孔隙，热等静压温度为900~1200℃，热等静压压力为100~200MPa，保温时间为1~4小时，得到全致密的ODS合金坯体；步骤四、将全致密的ODS合金坯体进行退火处理或者固溶+时效处理，得到最终的ODS合金零部件。