【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于增材制造，更具体地说，涉及一种la2o3/cr3c2/316l合金及其制备方法和应用。
技术介绍
1、作为一种现代结构材料，316l不锈钢在工业发展以及科学技术的进步中发挥着重要作用。316l不锈钢因其具有优异的耐腐蚀、成形性和焊接性能，在汽车、生物医疗、能源和海洋等行业得到了广泛的应用。随着现代工业的不断发展，对材料性能的要求也越来越高。然而，由于316l具有较低的强度以及耐磨性能，限制了其工程应用领域。由于316l不锈钢的含碳量低，碳和其他元素都固溶在晶格中，冷却时不会发生相变，因此通过淬火来提高slm316l不锈钢成型件的性能是行不通的。为增强316l不锈钢的强度及耐磨性能，扩大其应用范围，目前有许多研究思路，例如将材料复合化或者是采用先进的制备方法。通过向基体中添加低密度、高强度和高硬度的陶瓷颗粒增强体，在降低不锈钢优良性能的同时，提高了它的硬度和耐磨性能等力学性能，在机械、化工等领域有着巨大的应用前景。
2、现有技术中制备316l不锈钢一般晶粒粗大，强度低，因此限制了其应用范围。而且传统技术所制备的316l不锈钢一般需要进行后续加工处理，其不但工序复杂，生产周期长，并且对于复杂形状的零件不易成型。激光选区熔化成型技术无需模具，可以快速成形复杂形状的零件，一次成形，无需后续机械加工大大缩短了零件生产周期，节约生产成本。
3、申请人于2022年9月23日提出了一件专利申请，申请号为：202211178072.6，专利技术创造名称为：一种高性能的激光选区熔化cr3c2/316l合金及其制
技术实现思路
1、1.要解决的问题
2、针对现有激光选区熔化技术中制备的316l不锈钢，其硬度和耐磨性能等力学性能相对较差，且孔隙率较高的不足，提供了一种la2o3/cr3c2/316l合金及其制备方法和应用。本专利技术通过向316l不锈钢中加入一定含量的纳米la2o3颗粒和cr3c2陶瓷颗粒作为混合增强相，改善了316l合金的成型质量、硬度、耐磨性能、屈服强度、抗拉强度等力学性能，并进一步改善316l合金的孔隙率。
3、2.技术方案
4、为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
5、其一，本专利技术提供了一种la2o3/cr3c2/316l合金的制备方法，具体包括以下步骤：
6、步骤一、la2o3粉末烘干处理；
7、步骤二、将la2o3、cr3c2和316l粉末作为原料进行机械混合，得到混合粉末；
8、步骤三、将步骤二中的混合粉末进行烘干处理；
9、步骤四、将烘干后的混匀后粉末作为打印材料，采用激光选区熔化技术进行制备，具体制备操作为：首先，在计算机中使用软件对三维实体模型进行构建，并通过激光束扫描路径规划对三维实体模型进行分层分析；然后，在激光选区熔化成型设备的成型仓内放置基板，将得到混合粉末装入粉料缸内，密封成型仓，并开启循环除气净化系统，对成型腔中抽真空后通入高纯氩气，保证成型室氧含量在100ppm以下，并对基板进行预热处理；最后，新建工程任务，设定激光选区熔化成型工艺参数进行制备，即得la2o3/cr3c2/316l合金。
10、本专利技术通过向316l基体中添加la2o3、cr3c2的混合增强相，通过la2o3和cr3c2的复合添加，导致合金在凝固过程中生成的cr23c6碳化物以及部分未熔的cr3c2颗粒和la2o3颗粒成为了异质形核的核心，使la2o3/cr3c2/316l合金中奥氏体的形核率增大，促进等轴晶生长，对于柱状晶的长大起到了阻碍的作用，合金的晶粒得到了细化，有利于提高所得合金产品的硬度、耐磨性能、屈服强度、抗拉强度等力学性能。
11、同时，采用激光选区熔化制造工艺，该工艺通过将三维实体构件离散成一系列二维结构，采用棋盘法的激光扫描方式，利用高能激光对粉体进行逐层扫描，通过粉体的熔化-凝固、层层堆积，最终成型三维实体构件。该工艺基于离散-堆积的成型方法，能够成型结构复杂的构件，制备工艺操作简单，制备出的成型件表面质量优异，且能够大幅提升成型件的综合力学性能，并进一步改善316l合金的孔隙率。
12、此外，需要说明的是，在实际制备过程中，在进行激光选区熔化的铺粉操作时，需要原料粉末具有良好的流动性，但由于原料粉末中添加了纳米氧化镧，氧化镧粉末与空气接触吸水会影响原料粉末的流动性，为此，在解决氧化镧粉末的吸水问题，需要在制备过程中至少进行两次烘干处理，以减少氧化镧粉末的团结问题。因此，步骤一中，在添加氧化镧粉末之前对其进行研磨烘干，具体的烘干工艺参数为：使用烘干机，控制温度为75℃～80℃，烘干8h～10h。在步骤三中，得到混合原料粉末后在打印之前需要再次进行烘干，烘干温度为75℃～80℃，烘干时间为8h～10h，烘干后取出立即倒入设备的粉料缸中进行制备。
13、作为本专利技术的进一步优选，cr3c2粉末的添加量占混合粉末总质量的10％～11％、la2o3粉末的添加量占混合粉末总质量的1％。通过控制原料粉末的添加量，在保证所得产品硬度得到显著提升的同时，还能够保证产品致密度和孔隙率，当cr3c2粉末过量添加会使样件产生较多的孔隙及裂纹，添加此配比的la2o3粉末不仅起到了除杂细化晶粒的作用，又兼顾了成本，此外，当la2o3粉末添加过量也会导致la的氧化物夹杂缺陷产生，影响产品的成型质量。
14、作为本专利技术的进一步优选，步骤二中，具体混合方法如下：将烘干的la2o3粉末、316l粉末和cr3c2粉末按本专利技术的比例进行初步混匀，将混合粉末均匀等分装至多个离心管中，再将所有离心管放入混粉罐中，使用型号为syh-2-3-10的三维运动混合机进行混匀，混粉转速为40～60r/min，混粉时间8～9h。通过对混粉方式进行优化设计，一方面保证了粉末混合的均匀性，另一方面，有效保证了粉末的流动性，有利于改善所得产品的成型质量和孔隙度。
15、作为本专利技术的进一步优选，316l粉末的粒度为15～53μm，la2o3粉末的粒度为50～100nm，cr3c2粉末的粒度为3～5μm。值得说明的是，本专利技术中通过对不同原料粉末的粒径分布进行优化设计，选用本专利技术的粒径范围，尤其是控制la2o3粉末和cr3c2粉末不同的粒径分布，在制备时，颗粒较小的la2o3粉末和cr3c2粉末在熔化后以液态形式填充316l粉末间的空隙，使得粉末的堆积密度得以提高，也可减轻球化现象，有利于提高成形件的致密本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种La2O3/Cr3C2/316L合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的La2O3/Cr3C2/316L合金的制备方法，其特征在于：步骤二中，Cr3C2粉末的添加量占混合粉末总质量的10％～11％、La2O3粉末的添加量占混合粉末总质量的1％。
3.根据权利要求2所述的La2O3/Cr3C2/316L合金的制备方法，其特征在于：步骤二中，具体混合方法如下：将烘干的La2O3粉末、316L粉末和Cr3C2粉末按特定比例进行初步混匀，将混合粉末均匀等分装至多个离心管中，再将所有离心管放入混粉罐中，使用三维运动混合机进行混匀，混粉转速为40～60r/min，混粉时间8～9h，烘干温度为75℃～80℃，烘干时长为8h～10h。
4.根据权利要求1所述的La2O3/Cr3C2/316L合金的制备方法，其特征在于：316L粉末的粒度为15～53μm，La2O3粉末的粒度为50～100nm，Cr3C2粉末的粒度为3～5μm。
5.根据权利要求1所述的La2O3/Cr3C2/316L合金的制备方法，其特征在于：所
6.根据权利要求1-5中任一项所述的La2O3/Cr3C2/316L合金的制备方法，其特征在于：采用激光选区熔化技术进行制备时，基板预热温度110～120℃，激光功率为175～185W，扫描速度为700～900mm/s。
7.根据权利要求6所述的La2O3/Cr3C2/316L合金的制备方法，其特征在于：铺粉厚度为30μm，扫描间距为60μm，棋盘式扫描，旋转角度为67°。
8.一种La2O3/Cr3C2/316L合金，其特征在于：采用权利要求1-7任一项所述的方法制备得到。
9.根据权利要求8所述的La2O3/Cr3C2/316L合金，其特征在于：合金的抗拉强度≥1253MPaMPa，屈服强度≥1042MPa，磨损率≤0.87*10-12m3/(N*m)，所得成型件的相对密度≥99.75％，孔隙率≤0.35％，硬度≥458HV0.1。
10.一种如权利要求8或9所述的La2O3/Cr3C2/316L合金的应用，其特征在于：将其应用于飞机结构件和航空发动机的制造中。
...【技术特征摘要】
1.一种la2o3/cr3c2/316l合金的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的la2o3/cr3c2/316l合金的制备方法，其特征在于：步骤二中，cr3c2粉末的添加量占混合粉末总质量的10％～11％、la2o3粉末的添加量占混合粉末总质量的1％。
3.根据权利要求2所述的la2o3/cr3c2/316l合金的制备方法，其特征在于：步骤二中，具体混合方法如下：将烘干的la2o3粉末、316l粉末和cr3c2粉末按特定比例进行初步混匀，将混合粉末均匀等分装至多个离心管中，再将所有离心管放入混粉罐中，使用三维运动混合机进行混匀，混粉转速为40～60r/min，混粉时间8～9h，烘干温度为75℃～80℃，烘干时长为8h～10h。
4.根据权利要求1所述的la2o3/cr3c2/316l合金的制备方法，其特征在于：316l粉末的粒度为15～53μm，la2o3粉末的粒度为50～100nm，cr3c2粉末的粒度为3～5μm。
5.根据权利要求1所述的la2o3/cr3c2/316l合金的制备方法，其特征在于：所述cr3c2粉末为nicr包覆的c...
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